我國科學家成功開發出首例氫負離子原型電池

近日，中國科學院大連化學物理研究所團隊開發出新型核殼結構氫負離子電解質，并成功構建了首例氫負離子原型電池，這一成果北京時間9月17日在國際學術期刊《自然》發表。

氫是未來清潔能源體系的重要組成部分，通常以氫正離子（質子）、氫負離子和氫原子三種形式存在。其中，氫負離子電子密度最高、易極化、反應性最強，是一種獨特且具有巨大潛力的能量載體，其研發具有重要的科學意義和應用前景。

2018年，中國科學院大連化物所研究團隊啟動氫負離子傳導研究，并于2023年提出了“晶格畸變抑制電子電導”策略，研制出室溫超快氫負離子導體。在此基礎上，團隊又以氫化鋇（BaH2）薄層包覆三氫化鈰（CeH3），研制出了一種新型核殼結構復合氫化物材料。該材料在室溫下即可展現快速的氫負離子傳導特性，并同時兼具優異的熱穩定性與電化學穩定性，是一種理想的電解質材料。

基于上述新型氫負離子電解質材料，團隊利用經典的儲氫材料氫化鋁鈉（NaAlH4）作正極，貧氫的二氫化鈰（CeH2）作負極，組裝出首例氫負離子原型電池。團隊通過搭建疊層電池，把電壓提升到1.9伏，并成功點亮了LED燈，證明了氫負離子電池為電子設備供電的可行性，標志著氫負離子電池成功從“理論模型”邁向了“實驗室原型”。作為一種全新的儲能技術路徑，氫負離子電池未來有望在大規模儲能、儲氫、移動電源、特種電源等領域發揮重要作用。