Hidruros intermetálicos del tipo A-B
Existen dos grandes grupos de elementos metálicos: los elementos que fácilmente forman hidruros y los que no. Los metales que forman fácilmente hidruros (llamémosles A) generan materiales estables que necesitan mucha energía (generalmente térmica) para liberar el hidrógeno. Los metales que no forman fácilmente hidruros (llamémosles B) generan (en su caso) materiales inestables o metaestables que se descomponen fácilmente a baja temperatura o con bajas energías de activación. Aprovechando el hecho de que algunos hidruros son estables y otros no, surgió la idea de formar aleaciones combinando un metal que forma fácilmente hidruros (A) y otro que no (B). Surgen así las aleaciones del tipo AB5, AB3, AB2, AB y A2B que forman hidruros al exponerse al hidrógeno gaseoso.
Tipo | Ejemplo, aleación e hidruro | Condiciones P y T de equilibrio [atm, °C] |
AB5 | LaNi5/ LaNiH6 | 2, 25 |
AB3 | CaNi3/ CaNi3H4.4 | 0.5, 25 |
AB2 | ZrV2/ ZrV2H5.5 | 10-8, 50 |
AB | TiFe/ TiFeH1.8 | 5, 30 |
A2B | Mg2Ni/ Mg2NiH4 | 1, 280 |
Los materiales mencionados en la tabla anterior son ejemplos «típicos», o bien materiales base, pues en la actualidad existen muchos materiales en lo que se han sustituido en pequeñas cantidades de los elementos originales por otros. Esto se ha hecho para mejorar las características de los materiales. Una extensa base de datos se encuentra en https://www.energy.gov/eere/fuelcells/databases
Entre estos materiales destacan el LaNi5, que forma LaNi5H6, a temperatura ambiente y moderadas presiones. La liberación de hidrógeno también ocurre a temperatura ambiente cuando se reduce la presión a menos de 1 atm. El material es por tanto reversible pero su costo no es adecuado para aplicaciones masivas. Este material puede ser usado también en baterías recargables.
El material Mg2Ni sigue siendo de interés debido a que forma su hidruro a condiciones más suaves que el MgH2 y ha sido catalogado como un buen aditivo para la hidrogenación y deshidrogenación del mismo MgH2.
El TiFe puede ser un material relativamente barato con buenas posibilidades de trabajar a condiciones cercanas a las ambiente. Sin embargo, el TiFe es de difícil activación (se necesitan varios ciclos de calentamiento drástico y exposición al H2 para que el material comience a almacenar hidrógeno) y se contamina fácilmente, perdiendo su capacidad de almacenamiento de hidrógeno rápidamente.
Por su parte, los materiales con V y Zr están siendo explorados en las nuevas aleaciones de alta entropía.