中国团队7年攻克难题研发出首个氢负离子电池

中国团队把首款氢负离子原型电池研发成功,这是一条全新的储能技术路线。中新网北京报道,9月17日传来消息。孙自法、张炜进和曹湖军等科研人员把氢作为未来清洁能源体系的重要部分,尤其关注氢负离子电池。《自然》期刊给了一个新突破。中国科学院大连化学物理研究所(大连化物所)透露,这个团队花了7年时间攻克难题,终于把首个氢负离子原型电池做出来了。这种电池在大规模储能、储氢、移动电源和特种电源等领域可能会有大用处。北京时间9月17日夜间,大连化物所的陈萍研究员、曹湖军研究员和张炜进副研究员团队的论文发表在《自然》上。氢可以通过三种形式参与反应:质子、负离子和原子。这次研究的目标是要找到一种能把氢负离子运输到电极并提供能量的电解质材料。《自然》说研究人员通过2018年开始研究,直到2023年才找到了一种叫做“晶格畸变抑制电子电导”的策略,成功研制出室温下快速传导的氢负离子导体材料。他们给这个新电解质材料用了个低电子传导且高稳定性的氢化钡薄层包裹稳定性较差的三氢化铈,做成了一种新型核壳结构复合氢化物。这种材料在室温下就能展现快速传导特性,并且热稳定性和电化学稳定性也很好。接下来,科研团队利用这种新型电解质材料构建了原型电池。他们给电池装了经典的储氢材料氢化铝钠作正极,贫氢的二氢化铈作负极。 他们给这个原型电池做了实验数据显示:它的正极第一次放电容量高达984毫安时/克(mAh/g),经过20次充放电循环后还能保持402毫安时/克容量。科研团队还搭建了叠层电池把电压提升到1.9伏,点亮了LED灯。 这次突破标志着中国团队实现了从“原理概念”到“实验验证”的跨越发展。 为了继续发展这个技术,科研团队还打算专注于核心材料研制和性能优化。他们希望能够把氢负离子电池应用到更多场景里去给中国绿色能源发展提供支持。