Investigadores del Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE. UU. Han encontrado una forma de crear hidruros de metales alcalinos sin el uso de solventes o catalizadores. El proceso, que utiliza el molino de bolas mecánico a temperatura ambiente, proporciona un método de menor costo para producir estos metales alcalinos que sonampliamente utilizado en procesos industriales como agentes reductores y secantes, precursores en la síntesis de hidruros metálicos complejos, materiales de almacenamiento de hidrógeno y en ingeniería nuclear.
"Estos metales alcalinos - litio, sodio, potasio, rubidio y cesio - forman hidruros que son relativamente estables, compuestos similares a la sal", dijo Vitalij Pecharsky, científico del Laboratorio Ames y Profesor Distinguido de Ciencia de Materiales de la Universidad Estatal de Iowa Anson Marston."Por lo general, se necesita una temperatura alta por ejemplo, 700 ° C para el litio para fundirlos, pero incluso así, se forma una costra de hidruro en el líquido que impide que se formen moléculas de hidruro adicionales, por lo que también requiere un catalizador".
El proceso descubierto en el Laboratorio Ames utiliza el molino mecánico de bolas en presencia de gas hidrógeno y se realiza a temperatura ambiente. El molino de bolas fractura continuamente las partículas de metal alcalino, exponiendo las superficies "limpias" al hidrógeno. Esto promueve la reacción del gas sólido, por lo que los hidruros metálicos se forman con bastante facilidad sin la necesidad de un catalizador.
"Un problema con el molino de bolas es que el litio y los metales relacionados son dúctiles, por lo que tienden a aglomerarse o volverse gomosos cuando los mueles", dijo Pecharsky. "Pero descubrimos eso simplemente agregando una pequeña cantidad dehidruro de litio LiH o monohidruro de los metales alcalinos correspondientes al principio del proceso, elimina la soldadura en frío ".
Además de eliminar el costo de tener que calentar el metal y agregar un catalizador, la molienda de bolas a temperatura ambiente también da como resultado productos finales de hidruro de metal alcalino sin impurezas.
"El litio en particular es reactivo cuando se calienta hasta su punto de fusión", dijo Pecharsky. "Puede reaccionar con el crisol que introduce impurezas".
Si bien el aumento de la presión del gas de hidrógeno aceleró el proceso de hidrogenación, la investigación encontró que el proceso funcionará con operaciones de molienda industrial de alta capacidad con modificaciones mínimas.
La investigación, síntesis mecanoquímica libre de solventes y catalizadores de monohidruros de metales alcalinos, se publicó en la edición de julio de la revista Journal of Materials Chemistry A, 2016, 4, 12188. El trabajo fue apoyado por la Oficina de Ciencia del DOE.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio Ames . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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