lithium hydride (LiH), ທາດປະສົມຄູ່ທີ່ງ່າຍດາຍປະກອບດ້ວຍ lithium ແລະ hydrogen, ຢືນເປັນວັດສະດຸທີ່ສໍາຄັນທາງວິທະຍາສາດແລະອຸດສາຫະກໍາເຖິງວ່າຈະມີສູດທີ່ເບິ່ງຄືວ່າກົງໄປກົງມາ. ປະກົດວ່າເປັນກ້ອນຫີນແຂງ, ສີຂາວແກມສີຟ້າ, ເກືອອະນົງຄະທາດນີ້ປະກອບດ້ວຍການປະສົມທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີ ແລະ ຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບທີ່ໄດ້ຮັບປະກັນບົດບາດຂອງມັນໃນການນຳໃຊ້ທີ່ຫຼາກຫຼາຍ ແລະ ເລື້ອຍໆ, ຕັ້ງແຕ່ການສັງເຄາະສານເຄມີອັນດີໄປຈົນເຖິງເຕັກໂນໂລຊີອະວະກາດທີ່ທັນສະໄໝ. ການເດີນທາງຂອງມັນຈາກຄວາມຢາກຮູ້ຢາກເຫັນຂອງຫ້ອງທົດລອງໄປສູ່ອຸປະກອນການເຮັດໃຫ້ເຕັກໂນໂລຊີກ້າວຫນ້າທາງດ້ານຊີ້ໃຫ້ເຫັນເຖິງຜົນປະໂຫຍດທີ່ໂດດເດັ່ນຂອງມັນ.
ຄຸນສົມບັດພື້ນຖານແລະການພິຈາລະນາການຈັດການ
Lithium hydride ມີລັກສະນະເປັນຈຸດລະລາຍສູງ (ປະມານ 680 ° C) ແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຕ່ໍາ (ປະມານ 0.78 g / cm³), ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນຫນຶ່ງໃນທາດປະສົມ ionic ທີ່ເບົາທີ່ສຸດເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ. ມັນ crystallizes ໃນໂຄງສ້າງກ້ອນຫີນ - ເກືອ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ລັກສະນະທີ່ກໍານົດທີ່ສຸດຂອງມັນ, ແລະເປັນປັດໃຈສໍາຄັນໃນຄວາມຕ້ອງການການຈັດການຂອງມັນ, ແມ່ນປະຕິກິລິຍາທີ່ຮຸນແຮງກັບຄວາມຊຸ່ມຊື່ນ. LiH ແມ່ນ hygroscopic ສູງແລະໄວໄຟໃນຄວາມຊຸ່ມ. ເມື່ອສໍາຜັດກັບນ້ໍາຫຼືແມ້ກະທັ້ງຄວາມຊຸ່ມຊື່ນຂອງບັນຍາກາດ, ມັນຜ່ານການປະຕິກິລິຍາທີ່ເຂັ້ມແຂງແລະ exothermic: LiH + H₂O → LiOH + H₂. ປະຕິກິລິຍານີ້ປົດປ່ອຍອາຍແກັສ hydrogen ຢ່າງໄວວາ, ເຊິ່ງແມ່ນໄຟໄຫມ້ສູງແລະເຮັດໃຫ້ເກີດອັນຕະລາຍຕໍ່ການລະເບີດຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຖ້າບໍ່ສາມາດຄວບຄຸມໄດ້. ດັ່ງນັ້ນ, LiH ຕ້ອງໄດ້ຮັບການຈັດການແລະເກັບຮັກສາພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂ inert ຢ່າງເຂັ້ມງວດ, ໂດຍປົກກະຕິໃນບັນຍາກາດຂອງ argon ແຫ້ງຫຼືໄນໂຕຣເຈນ, ການນໍາໃຊ້ເຕັກນິກການພິເສດເຊັ່ນ: gloveboxes ຫຼື Schlenk ສາຍ. ປະຕິກິລິຍາປະກົດຂຶ້ນນີ້, ໃນຂະນະທີ່ເປັນສິ່ງທ້າທາຍໃນການຈັດການ, ຍັງເປັນແຫຼ່ງຂອງປະໂຫຍດຫຼາຍຂອງມັນ.
ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກອຸດສາຫະກໍາແລະເຄມີຫຼັກ
1.Precursor ສໍາລັບ Complex Hydrides: ຫນຶ່ງໃນການນໍາໃຊ້ອຸດສາຫະກໍາທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດຂອງ LiH ເປັນອຸປະກອນການເລີ່ມຕົ້ນທີ່ຈໍາເປັນສໍາລັບການຜະລິດ Lithium Aluminum Hydride (LiAlH₄), ທາດປະສົມພື້ນຖານໃນເຄມີອິນຊີແລະອະນົງຄະທາດ. LiAlH₄ ຖືກສັງເຄາະໂດຍການປະຕິກິລິຍາ LiH ກັບອາລູມີນຽມ chloride (AlCl₃) ໃນສານລະລາຍ ethereal. LiAlH₄ ຕົວຂອງມັນເອງເປັນຕົວຫຼຸດຜ່ອນທີ່ມີປະສິດທິພາບແລະຫລາກຫລາຍ, ທີ່ຂາດບໍ່ໄດ້ສໍາລັບການຫຼຸດຜ່ອນກຸ່ມ carbonyl, ອາຊິດ carboxylic, esters, ແລະຫຼາຍກຸ່ມທີ່ເປັນປະໂຫຍດອື່ນໆໃນຢາ, ສານເຄມີທີ່ດີ, ແລະການຜະລິດໂພລີເມີ. ຖ້າບໍ່ມີ LiH, ການສັງເຄາະຂະໜາດໃຫຍ່ທາງດ້ານເສດຖະກິດຂອງ LiAlH₄ ຈະໃຊ້ບໍ່ໄດ້ຜົນ.
2.Silane Production: LiH ມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການສັງເຄາະ silane (SiH₄), ຄາຣະວາສໍາຄັນສໍາລັບຊິລິຄອນບໍລິສຸດ ultra-ບໍລິສຸດທີ່ໃຊ້ໃນອຸປະກອນ semiconductor ແລະຈຸລັງແສງຕາເວັນ. ເສັ້ນທາງອຸດສາຫະກໍາຕົ້ນຕໍປະກອບດ້ວຍປະຕິກິລິຍາຂອງ LiH ກັບ silicon tetrachloride (SiCl₄): 4 LiH + SiCl₄ → SiH₄ + 4 LiCl. ຄວາມຕ້ອງການຄວາມບໍລິສຸດສູງຂອງ Silane ເຮັດໃຫ້ຂະບວນການທີ່ໃຊ້ LiH ນີ້ມີຄວາມສໍາຄັນສໍາລັບອຸດສາຫະກໍາເອເລັກໂຕຣນິກແລະ photovoltaics.
3.Powerful Reducing Agent: ໂດຍກົງ, LiH ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນສານຫຼຸດຜ່ອນທີ່ມີປະສິດທິພາບໃນການສັງເຄາະທັງອິນຊີແລະອະນົງຄະທາດ. ພະລັງງານການຫຼຸດຜ່ອນທີ່ເຂັ້ມແຂງຂອງມັນ (ທ່າແຮງການຫຼຸດຜ່ອນມາດຕະຖານ ~ -2.25 V) ເຮັດໃຫ້ມັນສາມາດຫຼຸດຜ່ອນການຜຸພັງໂລຫະຕ່າງໆ, halides, ແລະທາດປະສົມອິນຊີທີ່ບໍ່ອີ່ມຕົວພາຍໃຕ້ສະພາບອຸນຫະພູມສູງຫຼືໃນລະບົບລະລາຍສະເພາະ. ມັນເປັນປະໂຫຍດໂດຍສະເພາະສໍາລັບການສ້າງ hydrides ໂລຫະຫຼືຫຼຸດຜ່ອນກຸ່ມທີ່ເປັນປະໂຫຍດຫນ້ອຍທີ່ reagents ອ່ອນລົງ.
4.Condensation Agent in Organic Synthesis: LiH ພົບເຫັນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກເປັນຕົວແທນ condensation, ໂດຍສະເພາະໃນຕິກິລິຍາຄ້າຍຄື Knoevenagel condensation ຫຼືປະຕິກິລິຍາປະເພດ aldol. ມັນສາມາດເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນພື້ນຖານເພື່ອ deprotonate substrates ອາຊິດ, ອໍານວຍຄວາມສະດວກການສ້າງພັນທະບັດກາກບອນກາກບອນ. ປະໂຫຍດຂອງມັນມັກຈະຢູ່ໃນການເລືອກຂອງມັນແລະການລະລາຍຂອງເກືອ lithium ທີ່ສ້າງຂຶ້ນເປັນຜະລິດຕະພັນ.
5.Portable Hydrogen Source: ປະຕິກິລິຍາຢ່າງແຂງແຮງຂອງ LiH ກັບນ້ໍາເພື່ອຜະລິດອາຍແກັສ hydrogen ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນຜູ້ສະຫມັກທີ່ຫນ້າສົນໃຈເປັນແຫຼ່ງ portable ຂອງ hydrogen. ຊັບສິນນີ້ໄດ້ຖືກຂຸດຄົ້ນສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຕ່າງໆເຊັ່ນ: ຈຸລັງນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟ (ໂດຍສະເພາະສໍາລັບ niche, ຄວາມຕ້ອງການຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານສູງ), ອັດຕາເງິນເຟີ້ສຸກເສີນ, ແລະການຜະລິດໄຮໂດເຈນໃນຫ້ອງທົດລອງທີ່ການປ່ອຍຕົວຄວບຄຸມແມ່ນເປັນໄປໄດ້. ໃນຂະນະທີ່ສິ່ງທ້າທາຍທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ kinetics ປະຕິກິລິຢາ, ການຈັດການຄວາມຮ້ອນ, ແລະນ້ໍາຫນັກຂອງຜະລິດຕະພັນຂອງ lithium hydroxide ແມ່ນມີຢູ່, ຄວາມອາດສາມາດເກັບຮັກສາ hydrogen ສູງໂດຍນ້ໍາຫນັກ (LiH ປະກອບດ້ວຍ ~ 12.6 wt% H₂ ປ່ອຍອອກໄດ້ໂດຍຜ່ານ H₂O) ຍັງຄົງເປັນທີ່ດຶງດູດສໍາລັບສະຖານະການສະເພາະ, ໂດຍສະເພາະເມື່ອທຽບກັບອາຍແກັສບີບອັດ.
ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກວັດສະດຸຂັ້ນສູງ: ໄສ້ປ້ອງກັນແລະການເກັບຮັກສາພະລັງງານ
1.Lightweight Nuclear Shielding Material: ນອກເຫນືອຈາກປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີ, LiH ມີຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບພິເສດສໍາລັບການນໍາໃຊ້ນິວເຄລຍ. ອົງປະກອບຈໍານວນປະລໍາມະນູຕ່ໍາຂອງມັນ (lithium ແລະ hydrogen) ເຮັດໃຫ້ມັນມີປະສິດທິພາບສູງໃນການປານກາງແລະການດູດຊຶມນິວຕຣອນຄວາມຮ້ອນໂດຍຜ່ານປະຕິກິລິຍາການຈັບ⁶Li(n,α)³H ແລະການກະແຈກກະຈາຍຂອງ proton. ທີ່ສໍາຄັນ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຕໍ່າຫຼາຍຂອງມັນເຮັດໃຫ້ມັນເປັນອຸປະກອນປ້ອງກັນນິວເຄລຍທີ່ມີນ້ໍາຫນັກເບົາ, ສະເຫນີຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ສໍາຄັນກວ່າວັດສະດຸພື້ນເມືອງເຊັ່ນ: ນໍາຫຼືຊີມັງໃນການນໍາໃຊ້ນ້ໍາຫນັກທີ່ສໍາຄັນ. ອັນນີ້ແມ່ນມີຄຸນຄ່າໂດຍສະເພາະໃນການບິນອະວະກາດ (ປ້ອງກັນເຄື່ອງເອເລັກໂທຣນິກຂອງຍານອະວະກາດ ແລະລູກເຮືອ), ແຫຼ່ງນິວຕຣອນແບບເຄື່ອນທີ່, ແລະຖັງຂົນສົ່ງນິວເຄລຍ ບ່ອນທີ່ການຫຼຸດຜ່ອນມະຫາຊົນແມ່ນສໍາຄັນທີ່ສຸດ. LiH ປ້ອງກັນລັງສີທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍປະຕິກິລິຍານິວເຄລຍ, ໂດຍສະເພາະລັງສີນິວຕຣອນ.
2. ການເກັບຮັກສາພະລັງງານຄວາມຮ້ອນສໍາລັບລະບົບພະລັງງານໃນອາວະກາດ: ບາງທີຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ມີອະນາຄົດແລະການຄົ້ນຄວ້າຢ່າງຫ້າວຫັນທີ່ສຸດແມ່ນການນໍາໃຊ້ LiH ສໍາລັບການເກັບຮັກສາພະລັງງານຄວາມຮ້ອນສໍາລັບລະບົບພະລັງງານອາວະກາດ. ພາລະກິດໃນອາວະກາດແບບພິເສດ, ໂດຍສະເພາະການອອກອາກາດຢູ່ໄກຈາກດວງອາທິດ (ເຊັ່ນ: ໄປສູ່ດາວເຄາະຊັ້ນນອກ ຫຼືເສົາດວງຈັນໃນເວລາກາງຄືນ), ຕ້ອງການລະບົບພະລັງງານທີ່ແຂງແຮງທີ່ບໍ່ຂຶ້ນກັບແສງຕາເວັນ irradiance. Radioisotope Thermoelectric Generators (RTGs) ປ່ຽນຄວາມຮ້ອນຈາກ radioisotopes ທີ່ເສື່ອມໂຊມ (ເຊັ່ນ Plutonium-238) ເປັນໄຟຟ້າ. LiH ກໍາລັງຖືກສືບສວນເປັນອຸປະກອນການເກັບຮັກສາພະລັງງານຄວາມຮ້ອນ (TES) ປະສົມປະສານກັບລະບົບເຫຼົ່ານີ້. ຫຼັກການນີ້ໄດ້ນຳໃຊ້ຄວາມຮ້ອນຂອງການເຊື່ອມຕົວລັບທີ່ສູງທີ່ສຸດຂອງ LiH (ຈຸດລະລາຍ ~680°C, ຄວາມຮ້ອນຂອງຟິວຊັນ ~ 2,950 J/g – ສູງກວ່າເກືອທົ່ວໄປເຊັ່ນ NaCl ຫຼືເກືອແສງຕາເວັນ). Molten LiH ສາມາດດູດເອົາຄວາມຮ້ອນຈໍານວນຫຼວງຫຼາຍຈາກ RTG ໃນລະຫວ່າງການ "ສາກໄຟ." ໃນລະຫວ່າງໄລຍະເວລາ eclipse ຫຼືຄວາມຕ້ອງການພະລັງງານສູງສຸດ, ຄວາມຮ້ອນທີ່ເກັບຮັກສາໄວ້ຈະຖືກປ່ອຍອອກມາເມື່ອ LiH ແຂງຕົວ, ຮັກສາອຸນຫະພູມທີ່ຫມັ້ນຄົງສໍາລັບເຄື່ອງແປງ thermoelectric ແລະຮັບປະກັນຜົນຜະລິດພະລັງງານໄຟຟ້າຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ເຊື່ອຖືໄດ້ເຖິງແມ່ນວ່າໃນເວລາທີ່ແຫຼ່ງຄວາມຮ້ອນຕົ້ນຕໍມີການປ່ຽນແປງຫຼືໃນໄລຍະຄວາມມືດຂະຫຍາຍ. ການຄົ້ນຄວ້າສຸມໃສ່ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ກັບວັດສະດຸບັນຈຸ, ຄວາມຫມັ້ນຄົງໃນໄລຍະຍາວພາຍໃຕ້ວົງຈອນຄວາມຮ້ອນ, ແລະການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງການອອກແບບລະບົບເພື່ອປະສິດທິພາບສູງສຸດແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືໃນສະພາບແວດລ້ອມພື້ນທີ່ທີ່ຮຸນແຮງ. ອົງການ NASA ແລະອົງການອະວະກາດອື່ນໆຖືວ່າ TES ທີ່ໃຊ້ LiH ເປັນເທັກໂນໂລຍີທີ່ສຳຄັນສຳລັບການສຳຫຼວດອະວະກາດເລິກໃນໄລຍະຍາວ ແລະ ການປະຕິບັດໜ້າທີ່ຂອງດວງຈັນ.
ປະໂຫຍດເພີ່ມເຕີມ: ຄຸນສົມບັດ desiccant
ການໃຊ້ຄວາມສຳພັນອັນເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງມັນຕໍ່ນ້ຳ, LiH ຍັງເຮັດໜ້າທີ່ເປັນສານດູດຝຸ່ນທີ່ດີເລີດສຳລັບການເຮັດໃຫ້ອາຍແກັສແຫ້ງ ແລະສານລະລາຍໃນການນຳໃຊ້ທີ່ມີຄວາມຊ່ຽວຊານສູງທີ່ຕ້ອງການລະດັບຄວາມຊຸ່ມຊື່ນຕໍ່າທີ່ສຸດ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ປະຕິກິລິຍາທີ່ບໍ່ສາມາດປ່ຽນແປງໄດ້ກັບນ້ໍາ (ການບໍລິໂພກ LiH ແລະການຜະລິດອາຍແກັສ H₂ ແລະ LiOH) ແລະອັນຕະລາຍທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຫມາຍຄວາມວ່າມັນຖືກນໍາໃຊ້ໂດຍທົ່ວໄປພຽງແຕ່ບ່ອນທີ່ສານດູດຝຸ່ນທົ່ວໄປເຊັ່ນ sieves ໂມເລກຸນຫຼື phosphorus pentoxide ບໍ່ພຽງພໍ, ຫຼືບ່ອນທີ່ປະຕິກິລິຍາຂອງມັນໃຫ້ບໍລິການຈຸດປະສົງສອງຢ່າງ.
Lithium hydride, ມີໄປເຊຍກັນສີຟ້າສີຂາວທີ່ໂດດເດັ່ນແລະປະຕິກິລິຍາທີ່ມີທ່າແຮງຕໍ່ກັບຄວາມຊຸ່ມຊື່ນ, ແມ່ນຫຼາຍກ່ວາສານປະກອບທາງເຄມີທີ່ງ່າຍດາຍ. ມັນເປັນຄາຣະວາອຸດສາຫະກໍາທີ່ຂາດບໍ່ໄດ້ສໍາລັບທາດ reagents ທີ່ສໍາຄັນເຊັ່ນ lithium aluminium hydride ແລະ silane, ຕົວແທນ reductant ໂດຍກົງແລະການ condensation ທີ່ມີປະສິດທິພາບໃນການສັງເຄາະ, ແລະແຫຼ່ງຂອງ hydrogen ແບບພົກພາ. ນອກເຫນືອຈາກເຄມີສາດແບບດັ້ງເດີມ, ຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງມັນ - ໂດຍສະເພາະແມ່ນການປະສົມປະສານຂອງຄວາມຫນາແຫນ້ນຕ່ໍາແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ hydrogen / lithium ສູງ - ໄດ້ຊຸກຍູ້ມັນໄປສູ່ຂົງເຂດເຕັກໂນໂລຢີທີ່ກ້າວຫນ້າ. ມັນເຮັດໜ້າທີ່ເປັນເຄື່ອງປ້ອງກັນທີ່ມີນ້ຳໜັກເບົາທີ່ສຳຄັນຕໍ່ກັບລັງສີນິວເຄລຍ ແລະ ປະຈຸບັນແມ່ນຢູ່ແຖວໜ້າຂອງການຄົ້ນຄວ້າສຳລັບການເປີດໃຊ້ລະບົບພະລັງງານອາວະກາດລຸ້ນຕໍ່ໄປຜ່ານການເກັບຮັກສາພະລັງງານຄວາມຮ້ອນທີ່ມີຄວາມໜາແໜ້ນສູງ. ໃນຂະນະທີ່ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການຈັດການຢ່າງລະມັດລະວັງເນື່ອງຈາກລັກສະນະ pyrophoric ຂອງມັນ, ຜົນປະໂຫຍດຫຼາຍດ້ານຂອງ lithium hydride ຮັບປະກັນຄວາມກ່ຽວຂ້ອງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໃນທົ່ວວິໄນວິທະຍາສາດແລະວິສະວະກໍາຢ່າງກວ້າງຂວາງ, ຈາກ bench ຫ້ອງທົດລອງເຖິງຄວາມເລິກຂອງ interplanetary space. ບົດບາດຂອງມັນໃນການສະຫນັບສະຫນູນການຜະລິດເຄມີພື້ນຖານແລະການຂຸດຄົ້ນອະວະກາດບຸກເບີກເນັ້ນຫນັກເຖິງຄຸນຄ່າທີ່ຍືນຍົງຂອງມັນເປັນວັດສະດຸທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານສູງແລະຫນ້າທີ່ເປັນເອກະລັກ.
ເວລາປະກາດ: 30-07-2025