氢负离子原型电池。研究团队供图

中国科学院大连化学物理研究所研究员陈萍、研究员曹湖军、副研究员张炜进团队在氢负离子导体开发及应用方面取得重要进展。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。相关成果9月17日发表于《自然》。

氢负离子电池利用离子的移动来存储和释放能量。然而，由于缺乏能同时满足高离子电导率、低电子电导率、优良热稳定性和电化学稳定性，以及与电极材料良好兼容性的电解质材料，氢负离子电池尚处于原理概念阶段，其研发具有重要的科学意义和应用前景。

2018年，团队启动氢负离子传导研究，并于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，团队以低电子传导且高稳定性的氢化钡薄层包覆稳定性较差的三氢化铈，形成了一种新型核壳结构复合氢化物。该材料在室温下即可展现快速的氢负离子传导特性，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。

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做正极，贫氢的二氢化铈做负极，组装出氢负离子原型电池。实验数据显示，该电池正极首次放电容量高达984毫安时/克，且经过20次充放电循环后，仍能保持402 毫安时/克的容量。团队进一步搭建了叠层电池，把电压提升到1.9伏，并成功点亮了黄色LED灯，证明了氢负离子电池为电子设备供电的可行性。这标志着我国科研人员实现了氢负离子电池从原理概念到实验验证的跨越。

氢负离子电池代表了一种全新的储能技术路径，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。未来，团队将聚焦氢负离子电池核心材料研制和性能优化，积极拓展应用场景，为我国绿色能源发展提供有力的技术支撑。(文章来源自：中国科学报）