我国科学家开发出首例氢负离子原型电池，成功点亮 LED 灯

东苑

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，并成功构建了首例氢负离子原型电池，这一成果北京时间 9 月 17 日在国际学术期刊《自然》发表。



▲ 氢负离子原型电池
氢是未来清洁能源体系的重要组成部分，通常以氢正离子（质子）、氢负离子和氢原子三种形式存在。其中，氢负离子电子密度最高、易极化、反应性最强，是一种独特且具有巨大潜力的能量载体，其研发具有重要的科学意义和应用前景。

2018 年，中国科学院大连化物所研究团队启动氢负离子传导研究，并于 2023 年提出了“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，团队又以氢化钡（BaH2）薄层包覆三氢化铈（CeH3），研制出了一种新型核壳结构复合氢化物材料。该材料在室温下即可展现快速的氢负离子传导特性，并同时兼具优异的热稳定性与电化学稳定性，是一种理想的电解质材料。



▲ 氢负离子原型电池示意图
基于上述新型氢负离子电解质材料，团队利用经典的储氢材料氢化铝钠（NaAlH4）作正极，贫氢的二氢化铈（CeH2）作负极，组装出首例氢负离子原型电池。

实验数据显示，该电池正极首次放电容量高达 984 mAh / g（毫安时 / 克），且经过 20 次充放电循环后，仍能保持 402 mAh / g 的容量。

团队进一步搭建了叠层电池，把电压提升到 1.9 伏，并成功点亮了 LED 灯，证明了氢负离子电池为电子设备供电的可行性，标志着氢负离子电池成功从“理论模型”迈向了“实验室原型”。

作为一种全新的储能技术路径，氢负离子电池未来有望在大规模储能、储氢、移动电源、特种电源等领域发挥重要作用。

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