近日，中國科學院大連化學物理研究所團隊開發(fā)出新型核殼結(jié)構(gòu)氫負離子電解質(zhì)，并成功構(gòu)建了首例氫負離子原型電池，這一成果北京時間9月17日在國際學術(shù)期刊《自然》發(fā)表。

△氫負離子原型電池　　

氫是未來清潔能源體系的重要組成部分，通常以氫正離子(質(zhì)子)、氫負離子和氫原子三種形式存在。其中，氫負離子電子密度最高、易極化、反應(yīng)性最強，是一種獨特且具有巨大潛力的能量載體，其研發(fā)具有重要的科學意義和應(yīng)用前景。

2018年，中國科學院大連化物所研究團隊啟動氫負離子傳導研究，并于2023年提出了“晶格畸變抑制電子電導”策略，研制出室溫超快氫負離子導體。在此基礎(chǔ)上，團隊又以氫化鋇(BaH2)薄層包覆三氫化鈰(CeH3)，研制出了一種新型核殼結(jié)構(gòu)復合氫化物材料。該材料在室溫下即可展現(xiàn)快速的氫負離子傳導特性，并同時兼具優(yōu)異的熱穩(wěn)定性與電化學穩(wěn)定性，是一種理想的電解質(zhì)材料。

△氫負離子原型電池示意圖　　

基于上述新型氫負離子電解質(zhì)材料，團隊利用經(jīng)典的儲氫材料氫化鋁鈉(NaAlH4)作正極，貧氫的二氫化鈰(CeH2)作負極，組裝出首例氫負離子原型電池。團隊通過搭建疊層電池，把電壓提升到1.9伏，并成功點亮了LED燈，證明了氫負離子電池為電子設(shè)備供電的可行性，標志著氫負離子電池成功從“理論模型”邁向了“實驗室原型”。作為一種全新的儲能技術(shù)路徑，氫負離子電池未來有望在大規(guī)模儲能、儲氫、移動電源、特種電源等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。