中国科学院大连化学物理研究所的科研团队在氢负离子电池领域取得突破性进展。由陈萍研究员、曹湖军研究员和张炜进副研究员领衔的团队,成功开发出全球首款基于新型氢负离子导体的原型电池,相关研究成果已于国际顶级学术期刊《自然》发表。
这项突破性技术为储能领域开辟了全新路径。与传统锂离子电池依赖锂离子迁移不同,氢负离子电池通过氢负离子的定向移动实现能量存储与释放。然而,此前该技术长期停滞在理论阶段,核心瓶颈在于缺乏兼具高离子电导率、低电子电导率、优异热稳定性及电化学稳定性的电解质材料。
研究团队自2018年启动氢负离子传导机制研究,历经五年攻关,于2023年提出"晶格畸变抑制电子电导"的创新策略。通过将高稳定性的氢化钡薄层包覆在热稳定性较差的三氢化铈表面,构建出具有核壳结构的复合氢化物。这种新型材料在室温下即可实现超快氢负离子传导,同时保持了卓越的热稳定性和电化学稳定性,完美解决了电解质材料的关键难题。
基于该电解质材料,科研人员采用储氢材料氢化铝钠作为正极,贫氢材料二氢化铈作为负极,成功组装出全球首个氢负离子原型电池。这一成果标志着我国在该领域实现了从理论概念到实验验证的重大跨越,为大规模储能、储氢、移动电源及特种电源等领域提供了全新的技术解决方案。