中新社北京9月18日電 (記者 孫自法)氫被認(rèn)為是未來清潔能源體系的重要組成部分，其中，氫負(fù)離子電池作為一個(gè)重要研究方向，長期以來備受關(guān)注。
17日夜間來自中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所(大連化物所)的消息說，該所科研團(tuán)隊(duì)歷時(shí)7年研究攻關(guān)，最新成功研發(fā)出代表全新儲(chǔ)能技術(shù)路徑、首例氫負(fù)離子原型電池，有望在大規(guī)模儲(chǔ)能、儲(chǔ)氫、移動(dòng)電源、特種電源等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
中國團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)的首例氫負(fù)離子原型電池。(中國科學(xué)院大連化物所 供圖)這項(xiàng)新能源領(lǐng)域的突破性成果，由大連化物所陳萍研究員、曹湖軍研究員和張煒進(jìn)副研究員團(tuán)隊(duì)研發(fā)完成，他們?cè)跉湄?fù)離子導(dǎo)體開發(fā)及其應(yīng)用方面取得重要進(jìn)展基礎(chǔ)上，開發(fā)出新型核殼結(jié)構(gòu)氫負(fù)離子電解質(zhì)，并成功構(gòu)建首例氫負(fù)離子原型電池。北京時(shí)間17日夜間，相關(guān)成果論文在國際知名學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表。
科研團(tuán)隊(duì)介紹說，氫通常以氫正離子(質(zhì)子)、氫負(fù)離子和氫原子三種形式參與反應(yīng)，其中，氫負(fù)離子是一種獨(dú)特且具有巨大潛力的能量載體。
不過，由于缺乏能同時(shí)滿足高離子電導(dǎo)率、低電子電導(dǎo)率、優(yōu)良熱穩(wěn)定性和電化學(xué)穩(wěn)定性，以及與電極材料良好兼容性的電解質(zhì)材料，氫負(fù)離子電池此前一直處于原理概念階段。
2018年，大連化物所團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)氫負(fù)離子傳導(dǎo)研究，2023年研制出室溫超快氫負(fù)離子導(dǎo)體。以此為基礎(chǔ)，本項(xiàng)研究形成一種新型核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合氫化物，該新型材料在室溫下即可展現(xiàn)快速的氫負(fù)離子傳導(dǎo)特性，并同時(shí)兼具優(yōu)異的熱穩(wěn)定性與電化學(xué)穩(wěn)定性，是一種理想的電解質(zhì)材料。
基于新型氫負(fù)離子電解質(zhì)材料，科研團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)組裝氫負(fù)離子原型電池。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，該電池正極首次放電容量高達(dá)984毫安時(shí)/克，且經(jīng)過20次充放電循環(huán)后，仍能保持402毫安時(shí)/克的容量。
首例氫負(fù)離子原型電池相關(guān)原理示意圖。(中國科學(xué)院大連化物所 供圖)隨后，科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步證明氫負(fù)離子電池為電子設(shè)備供電的可行性，標(biāo)志著中國團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了氫負(fù)離子電池從“原理概念”到“實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”的跨越發(fā)展。
科研團(tuán)隊(duì)透露，未來將聚焦氫負(fù)離子電池核心材料的研制和性能的優(yōu)化，積極拓展應(yīng)用場景，為中國綠色能源發(fā)展提供科技支撐。(完)