我国首例氢负离子原型电池成功点亮LED灯

中国科学院大连化学物理研究所团队开发出新型核壳结构氢负离子电解质,并构建了首例氢负离子原型电池,相关成果于北京时间9月17日在《自然》发表。

氢通常以氢正离子、氢负离子和氢原子三种形式存在,其中氢负离子电子密度高、反应性强,被视为具有巨大潜力的能量载体。2018年,该研究团队启动氢负离子传导研究,2023年提出“晶格畸变抑制电子电导”策略,研制出室温超快氢负离子导体。

在此基础上,团队采用氢化钡(BaH2)薄层包覆三氢化铈(CeH3),合成新型核壳结构复合氢化物材料。该材料在室温下实现快速氢负离子传导,兼具优良的热稳定性和电化学稳定性,适合作为电解质。

基于该电解质,团队以氢化铝钠(NaAlH4)为正极、二氢化铈(CeH2)为负极,组装出氢负离子原型电池。实验显示,电池正极首次放电容量达984 mAh/g,经过20次充放电循环后仍保持402 mAh/g容量。

研究人员进一步构建叠层电池,将电压提升至1.9伏,并成功点亮LED灯,验证了氢负离子电池为电子设备供电的可行性,实现了从理论模型向实验室原型的跨越。

该技术作为一种全新储能路径,未来有望应用于大规模储能、储氢、移动电源及特种电源等领域。

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