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,成功研發出全球首款室溫條件下可穩定工作的氫負離子原型電池。這項成果標志著我國在新型儲能技術領域邁出關鍵一步,相關研究論文已發表于國際頂級學術期刊《自然》。
氫負離子電池作為顛覆性儲能技術,其工作原理與鋰離子電池相似,但通過氫負離子的遷移實現能量存儲與釋放。與傳統電池相比,該技術在大規模儲能、移動電源、特種電源等領域展現出獨特優勢。然而,電解質材料的研發長期制約著氫負離子電池的實用化進程——既要保證高離子電導率,又需具備低電子電導率、優異熱穩定性及電化學穩定性,同時要與電極材料良好兼容。
研究團隊自2018年起開展氫負離子傳導機制攻關,2023年創新性提出"晶格畸變抑制電子電導"策略,成功開發出室溫超快氫負離子導體??蒲腥藛T通過將高穩定性的氫化鋇薄層包覆在三氫化鈰表面,構建出核殼結構復合氫化物。這種新型電解質材料在25℃環境下即可實現高效的氫負離子傳導,同時兼具出色的熱穩定性和電化學穩定性,完美解決了傳統材料的性能矛盾。
基于新型電解質材料,研究團隊采用儲氫性能優異的氫化鋁鈉作為正極,以貧氫態的二氫化鈰作為負極,成功組裝出全球首個氫負離子原型電池。該裝置的研制成功,實現了從理論模型到實驗驗證的關鍵跨越,為氫負離子電池的商業化應用奠定了材料基礎與技術支撐。