លីចូម អ៊ីដ្រាត៖ សេះអសរីរាង្គដែលមានសមត្ថភាព និងថាមពល

លីចូមអ៊ីដ្រាត (LiH) ដែលជាសមាសធាតុគោលពីរសាមញ្ញដែលផ្សំឡើងពីលីចូម និងអ៊ីដ្រូសែន ឈរជាសម្ភារៈដ៏សំខាន់ខាងវិទ្យាសាស្ត្រ និងឧស្សាហកម្ម បើទោះបីជាវាហាក់ដូចជារូបមន្តសាមញ្ញក៏ដោយ។ លេចចេញជាគ្រីស្តាល់រឹង ខៀវ-ស អំបិលអសរីរាង្គនេះមានការរួមបញ្ចូលគ្នាតែមួយគត់នៃប្រតិកម្មគីមី និងលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត ដែលធានាបាននូវតួនាទីរបស់វានៅក្នុងកម្មវិធីចម្រុះ និងជាញឹកញយ រាប់ចាប់ពីការសំយោគគីមីដ៏ល្អរហូតដល់បច្ចេកវិទ្យាអវកាសដ៏ទំនើប។ ដំណើររបស់វាពីការចង់ដឹងចង់ឃើញពីមន្ទីរពិសោធន៍ទៅកាន់សម្ភារៈដែលអនុញ្ញាតឱ្យបច្ចេកវិទ្យាទំនើបគូសបញ្ជាក់អំពីអត្ថប្រយោជន៍ដ៏គួរឱ្យកត់សម្គាល់របស់វា។

ទ្រព្យសម្បត្តិជាមូលដ្ឋាន និងការពិចារណាលើការគ្រប់គ្រង

Lithium hydride ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយចំណុចរលាយខ្ពស់របស់វា (ប្រហែល 680 ° C) និងដង់ស៊ីតេទាប (ប្រហែល 0.78 g/cm³) ដែលធ្វើឱ្យវាក្លាយជាសមាសធាតុអ៊ីយ៉ុងស្រាលបំផុតដែលគេស្គាល់។ វាគ្រីស្តាល់នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធថ្ម - អំបិលគូប។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ លក្ខណៈកំណត់បំផុតរបស់វា និងជាកត្តាចំបងក្នុងតម្រូវការគ្រប់គ្រងរបស់វាគឺ ប្រតិកម្មខ្លាំងរបស់វាជាមួយនឹងសំណើម។ LiH គឺ hygroscopic ខ្ពស់ និងងាយឆេះនៅក្នុងសំណើម។ នៅពេលប៉ះនឹងទឹក ឬសូម្បីតែសំណើមបរិយាកាស វាទទួលរងនូវប្រតិកម្មខ្លាំង និងខាងក្រៅនៃកំដៅ៖ LiH + H₂O → LiOH + H₂ ។ ប្រតិកម្មនេះរំដោះឧស្ម័នអ៊ីដ្រូសែនយ៉ាងលឿន ដែលងាយឆេះខ្លាំង ហើយបង្កគ្រោះថ្នាក់ដល់ការផ្ទុះខ្លាំង ប្រសិនបើមិនអាចគ្រប់គ្រងបាន។ ហេតុដូច្នេះហើយ LiH ត្រូវតែត្រូវបានដោះស្រាយ និងរក្សាទុកនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌនិចលភាពយ៉ាងតឹងរឹង ជាធម្មតានៅក្នុងបរិយាកាសនៃ argon ស្ងួត ឬអាសូត ដោយប្រើបច្ចេកទេសឯកទេសដូចជាប្រអប់ស្រោមដៃ ឬបន្ទាត់ Schlenk ។ ប្រតិកម្មពីកំណើតនេះ ខណៈពេលដែលបញ្ហាប្រឈមមួយ ក៏ជាប្រភពនៃអត្ថប្រយោជន៍ជាច្រើនរបស់វាផងដែរ។

កម្មវិធីស្នូលឧស្សាហកម្ម និងគីមី

1.Precursor សម្រាប់ Complex Hydrides: ការប្រើប្រាស់ឧស្សាហកម្មដ៏សំខាន់បំផុតមួយនៃ LiH គឺជាសម្ភារៈចាប់ផ្តើមដ៏សំខាន់សម្រាប់ការផលិត Lithium Aluminum Hydride (LiAlH₄) ដែលជាសារធាតុប្រតិកម្មស្នូលនៅក្នុងគីមីវិទ្យាសរីរាង្គ និងអសរីរាង្គ។ LiAlH₄ ត្រូវបានសំយោគដោយប្រតិកម្ម LiH ជាមួយនឹងក្លរួអាលុយមីញ៉ូម (AlCl₃) នៅក្នុងសារធាតុរំលាយ ethereal ។ LiAlH₄ ខ្លួនវាគឺជាភ្នាក់ងារកាត់បន្ថយដ៏មានឥទ្ធិពល និងអាចប្រើប្រាស់បានដែលមិនអាចខ្វះបានសម្រាប់កាត់បន្ថយក្រុម carbonyl, អាស៊ីត carboxylic, esters និងក្រុមមុខងារផ្សេងទៀតជាច្រើននៅក្នុងឱសថ សារធាតុគីមីល្អ និងការផលិតវត្ថុធាតុ polymer ។ បើគ្មាន LiH ការសំយោគទ្រង់ទ្រាយធំខាងសេដ្ឋកិច្ចនៃ LiAlH₄ នឹងមិនអាចអនុវត្តបាន។

2.Silane Production: LiH ដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការសំយោគសារធាតុ silane (SiH₄) ដែលជាបុព្វហេតុដ៏សំខាន់សម្រាប់ស៊ីលីកូនសុទ្ធដែលប្រើក្នុងឧបករណ៍ semiconductor និងកោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យ។ ផ្លូវឧស្សាហកម្មចម្បងពាក់ព័ន្ធនឹងប្រតិកម្មនៃ LiH ជាមួយស៊ីលីកុន tetrachloride (SiCl₄): 4 LiH + SiCl₄ → SiH₄ + 4 LiCl ។ តម្រូវការភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់របស់ Silane ធ្វើឱ្យដំណើរការដែលមានមូលដ្ឋានលើ LiH នេះមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ឧស្សាហកម្មអេឡិចត្រូនិក និង photovoltaics ។

3.Powerful Reducing Agent: ដោយផ្ទាល់ LiH មានតួនាទីជាភ្នាក់ងារកាត់បន្ថយដ៏មានឥទ្ធិពលក្នុងការសំយោគសរីរាង្គ និងអសរីរាង្គ។ ថាមពលកាត់បន្ថយខ្លាំងរបស់វា (សក្តានុពលកាត់បន្ថយស្តង់ដារ ~ -2.25 V) អនុញ្ញាតឱ្យវាកាត់បន្ថយអុកស៊ីដលោហៈផ្សេងៗ halides និងសមាសធាតុសរីរាង្គមិនឆ្អែតក្រោមលក្ខខណ្ឌសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ឬនៅក្នុងប្រព័ន្ធសារធាតុរំលាយជាក់លាក់។ វាមានប្រយោជន៍ជាពិសេសសម្រាប់ការបង្កើត hydrides លោហធាតុ ឬកាត់បន្ថយក្រុមមុខងារដែលមិនសូវអាចចូលដំណើរការបាន ដែលសារធាតុ reagents ស្រាលជាងបរាជ័យ។

4.Condensation Agent in Organic Synthesis: LiH ស្វែងរកកម្មវិធីជាភ្នាក់ងារ condensation ជាពិសេសនៅក្នុងប្រតិកម្មដូចជា Knoevenagel condensation ឬប្រតិកម្មប្រភេទ aldol ។ វា​អាច​ដើរតួ​ជា​មូលដ្ឋាន​ដើម្បី​បន្សាប​ស្រទាប់​ខាងក្រោម​នៃ​អាស៊ីត ដែល​ជួយ​សម្រួល​ដល់​ការបង្កើត​ចំណង​កាបូន​។ អត្ថប្រយោជន៍របស់វាច្រើនតែស្ថិតនៅលើការជ្រើសរើសរបស់វា និងការរលាយនៃអំបិលលីចូមដែលបង្កើតជាអនុផល។

5.Portable Hydrogen Source: ប្រតិកម្មដ៏ខ្លាំងក្លារបស់ LiH ជាមួយនឹងទឹកដើម្បីផលិតឧស្ម័នអ៊ីដ្រូសែន ធ្វើឱ្យវាក្លាយជាបេក្ខភាពដ៏ទាក់ទាញជាប្រភពអ៊ីដ្រូសែនចល័ត។ ទ្រព្យសម្បត្តិនេះត្រូវបានរុករកសម្រាប់កម្មវិធីដូចជាកោសិកាឥន្ធនៈ (ជាពិសេសសម្រាប់ទីផ្សារពិសេស តម្រូវការដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់) ឧបករណ៍បំប៉ោងសង្គ្រោះបន្ទាន់ និងការបង្កើតអ៊ីដ្រូសែនតាមខ្នាតមន្ទីរពិសោធន៍ ដែលការចេញផ្សាយដែលអាចគ្រប់គ្រងបានគឺអាចធ្វើទៅបាន។ ខណៈពេលដែលបញ្ហាប្រឈមទាក់ទងនឹងប្រតិកម្ម kinetics ការគ្រប់គ្រងកំដៅ និងទម្ងន់នៃអនុផលលីចូមអ៊ីដ្រូសែនមាន សមត្ថភាពផ្ទុកអ៊ីដ្រូសែនខ្ពស់ដោយទម្ងន់ (LiH មាន ~12.6 wt% H₂ អាចបញ្ចេញបានតាមរយៈ H₂O) នៅតែទាក់ទាញសម្រាប់សេណារីយ៉ូជាក់លាក់ ជាពិសេសបើប្រៀបធៀបទៅនឹងឧស្ម័នដែលបានបង្ហាប់។

កម្មវិធីសម្ភារៈកម្រិតខ្ពស់៖ ការការពារ និងការផ្ទុកថាមពល

1. សម្ភារៈការពារនុយក្លេអ៊ែរទម្ងន់ស្រាល៖ លើសពីប្រតិកម្មគីមីរបស់វា LiH មានលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តពិសេសសម្រាប់កម្មវិធីនុយក្លេអ៊ែរ។ ធាតុផ្សំនៃចំនួនអាតូមិកទាបរបស់វា (លីចូម និងអ៊ីដ្រូសែន) ធ្វើឱ្យវាមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ក្នុងការសម្របសម្រួល និងស្រូបយកនឺត្រុងកម្ដៅតាមរយៈប្រតិកម្មចាប់យក ⁶Li(n,α)³H និងការខ្ចាត់ខ្ចាយនៃប្រូតុង។ សំខាន់ ដង់ស៊ីតេទាបបំផុតរបស់វាធ្វើឱ្យវាក្លាយជាសម្ភារៈការពារនុយក្លេអ៊ែរទម្ងន់ស្រាល ដោយផ្តល់នូវគុណសម្បត្តិយ៉ាងសំខាន់លើវត្ថុបុរាណដូចជាសំណ ឬបេតុងក្នុងកម្មវិធីទម្ងន់ធ្ងន់។ នេះមានតម្លៃជាពិសេសនៅក្នុងលំហអាកាស (ការពារយានអវកាសអេឡិចត្រូនិច និងនាវិក) ប្រភពនឺត្រុងចល័ត និងធុងដឹកជញ្ជូននុយក្លេអ៊ែរ ដែលការបង្រួមម៉ាស់គឺសំខាន់បំផុត។ LiH មានប្រសិទ្ធភាពការពារពីវិទ្យុសកម្មដែលបង្កើតឡើងដោយប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរ ជាពិសេសវិទ្យុសកម្មនឺត្រុង។

2.Thermal Energy Storage for Space Power Systems៖ ប្រហែលជាកម្មវិធីអនាគត និងស្រាវជ្រាវយ៉ាងសកម្មបំផុតគឺការប្រើប្រាស់ LiH សម្រាប់រក្សាទុកថាមពលកម្ដៅសម្រាប់ប្រព័ន្ធថាមពលអវកាស។ បេសកកម្មអវកាសកម្រិតខ្ពស់ ជាពិសេសអ្នកដែលធ្វើដំណើរឆ្ងាយពីព្រះអាទិត្យ (ឧ. ទៅភពខាងក្រៅ ឬប៉ូលតាមច័ន្ទគតិក្នុងអំឡុងពេលយប់) ត្រូវការប្រព័ន្ធថាមពលដ៏រឹងមាំ ដែលឯករាជ្យពីកាំរស្មីព្រះអាទិត្យ។ Radioisotope Thermoelectric Generators (RTGs) បំប្លែងកំដៅពីវិទ្យុសកម្មអ៊ីសូតូបដែលខូច (ដូចជា Plutonium-238) ទៅជាអគ្គិសនី។ LiH កំពុងត្រូវបានស៊ើបអង្កេតជាសម្ភារៈផ្ទុកថាមពលកំដៅ (TES) ដែលរួមបញ្ចូលជាមួយប្រព័ន្ធទាំងនេះ។ គោលការណ៍​នេះ​ប្រើ​ឥទ្ធិពល​នៃ​ការ​លាយ​បញ្ចូល​គ្នា​ដោយ​កំ​ដៅ​លាក់កំបាំង​ខ្ពស់​បំផុត​របស់ LiH (ចំណុច​រលាយ ~680°C កម្ដៅ​នៃ​ការ​លាយ​បញ្ចូល​គ្នា ~ 2,950 J/g – ខ្ពស់​ជាង​អំបិល​ទូទៅ​ដូច​ជា NaCl ឬ​អំបិល​ព្រះអាទិត្យ​)។ Molten LiH អាចស្រូបយកកំដៅយ៉ាងច្រើនពី RTG កំឡុងពេលសាកថ្ម។ ក្នុងអំឡុងពេលនៃសូរ្យគ្រាស ឬតម្រូវការថាមពលខ្ពស់បំផុត កំដៅដែលបានរក្សាទុកត្រូវបានបញ្ចេញនៅពេលដែល LiH រឹង រក្សាសីតុណ្ហភាពមានស្ថេរភាពសម្រាប់ឧបករណ៍បំប្លែងទែរម៉ូអេឡិចត្រិច និងធានានូវទិន្នផលថាមពលអគ្គិសនីជាបន្តបន្ទាប់ដែលអាចទុកចិត្តបាន ទោះបីជាប្រភពកំដៅចម្បងប្រែប្រួល ឬអំឡុងពេលភាពងងឹតយូរក៏ដោយ។ ការស្រាវជ្រាវផ្តោតលើភាពឆបគ្នាជាមួយសម្ភារៈផ្ទុក ស្ថេរភាពរយៈពេលវែងក្រោមការជិះកង់កម្ដៅ និងការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃការរចនាប្រព័ន្ធសម្រាប់ប្រសិទ្ធភាពអតិបរមា និងភាពជឿជាក់ក្នុងបរិយាកាសដ៏អាក្រក់។ NASA និងទីភ្នាក់ងារអវកាសផ្សេងទៀតចាត់ទុក TES ដែលមានមូលដ្ឋានលើ LiH ជាបច្ចេកវិទ្យាដ៏សំខាន់សម្រាប់ការរុករកក្នុងលំហដ៏ជ្រៅដែលមានរយៈពេលយូរ និងប្រតិបត្តិការលើផ្ទៃព្រះច័ន្ទ។

ឧបករណ៍ប្រើប្រាស់បន្ថែម៖ លក្ខណៈសម្បត្តិ desiccant

ដោយប្រើប្រាស់ភាពស្និទ្ធស្នាលខ្លាំងរបស់វាចំពោះទឹក LiH ក៏មានមុខងារជាសារធាតុ desiccant ដ៏ល្អសម្រាប់ការសម្ងួតឧស្ម័ន និងសារធាតុរំលាយនៅក្នុងកម្មវិធីឯកទេសខ្ពស់ដែលទាមទារកម្រិតសំណើមទាបបំផុត។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ប្រតិកម្មដែលមិនអាចត្រឡប់វិញរបស់វាជាមួយនឹងទឹក (ការប្រើប្រាស់ LiH និងផលិតឧស្ម័ន H₂ និង LiOH) និងគ្រោះថ្នាក់ដែលពាក់ព័ន្ធមានន័យថា ជាទូទៅវាត្រូវបានប្រើតែនៅកន្លែងដែលសារធាតុ desiccants ធម្មតាដូចជា Sieve ម៉ូលេគុល ឬផូស្វ័រ Pentoxide មិនគ្រប់គ្រាន់ ឬនៅកន្លែងដែលប្រតិកម្មរបស់វាបម្រើគោលបំណងពីរ។

Lithium hydride ជាមួយនឹងគ្រីស្តាល់ពណ៌ខៀវ-ស និងប្រតិកម្មដ៏ខ្លាំងក្លាចំពោះសំណើម គឺលើសពីសមាសធាតុគីមីដ៏សាមញ្ញ។ វាជាបុព្វបទឧស្សាហកម្មដែលមិនអាចខ្វះបានសម្រាប់សារធាតុប្រតិកម្មសំខាន់ៗដូចជា លីចូម អ៊ីដ្រូសែន អាលុយមីញ៉ូមអ៊ីដ្រូម និងស៊ីលីន ដែលជាភ្នាក់ងារកាត់បន្ថយដោយផ្ទាល់ និងខាប់ដ៏មានអានុភាពក្នុងការសំយោគ និងជាប្រភពនៃអ៊ីដ្រូសែនចល័ត។ លើសពីគីមីសាស្ត្រប្រពៃណី លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តពិសេសរបស់វា - ជាពិសេសការរួមផ្សំនៃដង់ស៊ីតេទាប និងមាតិកាអ៊ីដ្រូសែន / លីចូមខ្ពស់ - បានជំរុញវាចូលទៅក្នុងអាណាចក្របច្ចេកវិទ្យាទំនើប។ វាបម្រើជាខែលទម្ងន់ស្រាលដ៏សំខាន់ប្រឆាំងនឹងវិទ្យុសកម្មនុយក្លេអ៊ែរ ហើយឥឡូវនេះគឺនៅជួរមុខនៃការស្រាវជ្រាវសម្រាប់ការបើកដំណើរការប្រព័ន្ធថាមពលអវកាសជំនាន់ក្រោយតាមរយៈការផ្ទុកថាមពលកម្ដៅដែលមានដង់ស៊ីតេខ្ពស់។ ខណៈពេលដែលទាមទារឱ្យមានការដោះស្រាយយ៉ាងប្រុងប្រយ័ត្ន ដោយសារតែលក្ខណៈ pyrophoric របស់វា ឧបករណ៍ប្រើប្រាស់ចម្រុះនៃ lithium hydride ធានានូវភាពពាក់ព័ន្ធបន្តរបស់វានៅទូទាំងវិសាលគមទូលំទូលាយនៃវិញ្ញាសាវិទ្យាសាស្ត្រ និងវិស្វកម្ម ចាប់ពីកៅអីមន្ទីរពិសោធន៍ រហូតដល់ជម្រៅនៃលំហអន្តរភព។ តួនាទីរបស់វាក្នុងការគាំទ្រទាំងការផលិតគីមីជាមូលដ្ឋាន និងការរុករកអវកាសត្រួសត្រាយ បញ្ជាក់ពីតម្លៃយូរអង្វែងរបស់វាថាជាសម្ភារៈដែលមានដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់ និងមុខងារពិសេស។