Hidruri de metale și compuși intermetalici - compușii lor cu hidrogen .
Sistemele hidrogen-metal sunt adesea prototipuri în studiul unui număr de proprietăți fizice fundamentale. Simplitatea extremă a proprietăților electronice și masa redusă a atomilor de hidrogen fac posibilă analizarea fenomenelor la nivel microscopic. Sunt luate în considerare următoarele sarcini:
Recent, s-a acordat din ce în ce mai multă atenție hidrogenului ca sursă de energie ieftină. Odată cu soluționarea problemei stocării și transportului hidrogenului, energia hidrogenului va ocupa probabil o poziție de lider în viitorul apropiat. Hidrogenul este foarte solubil în multe metale, cel mai bine în paladiu Pd (850 de volume de hidrogen sunt dizolvate într-un volum de Pd). Această proprietate face posibilă luarea în considerare a sistemului „hidrogen-metal” în domeniul tehnologiei de stocare și transport a hidrogenului. Hidrogenul poate fi stocat și transportat sub formă de hidruri metalice solide și compuși intermetalici capabili să absoarbă și să elibereze câteva sute de volume de hidrogen pe unitatea de masă atunci când este încălzit.
Hidrogenul localizat în interstițiile matricei metalice distorsionează ușor rețeaua cristalină. Din punct de vedere al fizicii statistice se realizează modelul unui „gaz reticulat” care interacționează. De interes deosebit este studiul proprietăților termodinamice și cinetice în apropierea punctelor de tranziție de fază. La temperaturi scăzute, se formează un subsistem cuantic cu o energie mare de oscilații în punctul zero și cu o amplitudine mare de deplasare. Acest lucru face posibilă studierea efectelor cuantice în timpul transformărilor de fază. Mobilitatea ridicată a atomilor de hidrogen dintr-un metal face posibilă studierea proceselor de difuzie . Un alt domeniu de cercetare este fizica și chimia fizică a fenomenelor de suprafață ale interacțiunii hidrogenului cu metalele: dezintegrarea unei molecule de hidrogen și adsorbția pe suprafața hidrogenului atomic. Un interes deosebit este cazul când starea inițială a hidrogenului este atomică, iar starea finală este moleculară. Acest lucru este important atunci când se creează sisteme metastabile metal-hidrogen.
Hidrurile compușilor intermetalici și-au găsit o largă aplicație în industrie. O proporție semnificativă de baterii și acumulatori reîncărcabile (denotați NiMH ), de exemplu, pentru telefoane mobile, computere portabile ( laptop ), camere și camere video conțineau un electrod de hidrură metalică. Astfel de baterii sunt ecologice, deoarece nu conțin cadmiu .
