中國團隊成功研發的首例氫負離子原型電池。(中國科學院大連化物所 供圖)
這項新能源領域的突破性成果,由大連化物所陳萍研究員、曹湖軍研究員和張煒進副研究員團隊研發完成,他們在氫負離子導體開發及其應用方面取得重要進展基礎上,開發出新型核殼結構氫負離子電解質,并成功構建首例氫負離子原型電池。北京時間17日夜間,相關成果論文在國際知名學術期刊《自然》發表。
科研團隊介紹說,氫通常以氫正離子(質子)、氫負離子和氫原子三種形式參與反應,其中,氫負離子是一種獨特且具有巨大潛力的能量載體。
不過,由于缺乏能同時滿足高離子電導率、低電子電導率、優良熱穩定性和電化學穩定性,以及與電極材料良好兼容性的電解質材料,氫負離子電池此前一直處于原理概念階段。
2018年,大連化物所團隊啟動氫負離子傳導研究,2023年研制出室溫超快氫負離子導體。以此為基礎,本項研究形成一種新型核殼結構復合氫化物,該新型材料在室溫下即可展現快速的氫負離子傳導特性,并同時兼具優異的熱穩定性與電化學穩定性,是一種理想的電解質材料。
基于新型氫負離子電解質材料,科研團隊成功研發組裝氫負離子原型電池。實驗數據顯示,該電池正極首次放電容量高達984毫安時/克,且經過20次充放電循環后,仍能保持402毫安時/克的容量。
隨后,科研團隊進一步證明氫負離子電池為電子設備供電的可行性,標志著中國團隊實現了氫負離子電池從“原理概念”到“實驗驗證”的跨越發展。
科研團隊透露,未來將聚焦氫負離子電池核心材料的研制和性能的優化,積極拓展應用場景,為中國綠色能源發展提供科技支撐。(完)