中國科學院大連化學物理研究所的科研團隊在氫負離子電池領域取得突破性進展。由陳萍研究員、曹湖軍研究員和張煒進副研究員領銜的團隊,成功開發出全球首款基于新型氫負離子導體的原型電池,相關研究成果已于國際頂級學術期刊《自然》發表。
這項突破性技術為儲能領域開辟了全新路徑。與傳統鋰離子電池依賴鋰離子遷移不同,氫負離子電池通過氫負離子的定向移動實現能量存儲與釋放。然而,此前該技術長期停滯在理論階段,核心瓶頸在于缺乏兼具高離子電導率、低電子電導率、優異熱穩定性及電化學穩定性的電解質材料。
研究團隊自2018年啟動氫負離子傳導機制研究,歷經五年攻關,于2023年提出"晶格畸變抑制電子電導"的創新策略。通過將高穩定性的氫化鋇薄層包覆在熱穩定性較差的三氫化鈰表面,構建出具有核殼結構的復合氫化物。這種新型材料在室溫下即可實現超快氫負離子傳導,同時保持了卓越的熱穩定性和電化學穩定性,完美解決了電解質材料的關鍵難題。
基于該電解質材料,科研人員采用儲氫材料氫化鋁鈉作為正極,貧氫材料二氫化鈰作為負極,成功組裝出全球首個氫負離子原型電池。這一成果標志著我國在該領域實現了從理論概念到實驗驗證的重大跨越,為大規模儲能、儲氫、移動電源及特種電源等領域提供了全新的技術解決方案。