Паладий и водород

Водородът е разтворим в много метали. Но само паладият буквално го „абсорбира“ в себе си. При стайна температура един обем паладий абсорбира до 900 обема водород. Паладият е насочен специално към него, докато други газове, като кислорода, той абсорбира по-зле от платината. Очевидно фактът е, че паладият образува хидриди или твърди разтвори с водород. Освен това водородът е единственият газ, който преминава през паладий. Има мнения, че на границата с метала водородът се разпада на атоми и в този вид се просмуква и преминава. Както и да е, това е енциклопедичен факт - селективното усвояване на водород от паладий и неговата дифузия през всеки слой от този метал.

На това свойство се основава производството на свръхчист водород. Най-лекият от газовете се получава или от метан чрез преобразуване, или от вода чрез електролиза. И в двата случая не може да се получи абсолютно чист водород. Паладият (или неговата сплав със сребро) е незаменим за пречистване на водород: той използва уникалната способност на водорода да дифундира през тънка (до 0,1 mm) паладиева плоча с голяма скорост. Под ниско налягане газът преминава през затворени от едната страна паладиеви тръби, загряти до 600°C. Водородът бързо преминава през паладий и примесите (водна пара, въглеводороди, 02, N2) се задържат в тръбите. По този начин е възможно да се получи особено чист водород - с концентрация 99,9999%. Имайте предвид, че за работата на водородна горивна клетка е необходим точно такъв свръхчист водород.

Мембрани, пропускливи за водород, се разработват по целия свят. По тях и методите на подготовката им редовно се провеждат конференции. Разбира се, те не се правят само от чист паладий, но се правят и такива тънкостенни тръби. Използвайте като носачпоресто стъкло, керамика, алуминиев оксид, органични полимери и дори пореста неръждаема стомана. По различни начини и трикове паладият се отлага върху носителите и след това те наблюдават колко бързо и с каква селективност водородът дифундира през тези сложни бариери. Резултатът обикновено е положителен.

В химическата промишленост паладиеви мембрани са необходими не само за производството на свръхчист водород, но като цяло във всички реакции на дехидрогениране. Ясно е, че ако има такава мембрана в реактора, тогава водородът, изтичащ през нея, незабавно се отстранява от реакционната зона и това прави възможно извършването на дехидрогениране с висок добив и по-ниски разходи.

В бъдещите водородни технологии паладият ще бъде необходим не само за производството на чист водород, но и в поне две други ключови области. Първо, един от електродите в горивната клетка може да съдържа паладий в каталитични количества (виж "Химия и живот", 2004 г., № 1). Второ, паладиеви катализатори се използват в реакциите за получаване на водород от течни въглеводороди, например от метанол.

С помощта на паладий можете да се опитате да решите проблема със съхранението на водород. И това все още е един от ограничаващите моменти в развитието на водородната енергетика. Водородът, абсорбиран от паладий, лесно излиза във вакуум при леко нагряване. Но тази технология за съхранение е много скъпа, така че за момента експертите смятат други методи за съхранение и транспортиране на водород за по-обещаващи.