中国科学家成功研制出全球首套可实际运行的氢负离子电池，为中国的绿色发展铺平道路，为未来能源储存开辟了新的可能性。

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中国科学院大连化学物理研究所的研究团队采用氢化铝钠（NaAlH₄）材料，构建出一种全固态原型电池。据悉，该团队使用无机固体化合物作为正极，贫氢型氢化铈作为负极，这两种都是能源应用中常见的储氢材料。研究人员表示："使用氢作为电荷载体可以从原理上避免有害金属枝晶的形成，为清洁能源存储与转化开辟了新研究路径。"

电池技术新突破

研究团队指出，氢负离子（H⁻）因其质量轻、氧化还原电位高等特性，被认为是下一代电化学设备的理想电荷载体。然而，长期以来缺乏具有高氢负离子电导率、热稳定性和电极兼容性的高效电解质，阻碍了其实际应用。

为攻克这一难题，大连化物所氢能与先进材料研究部主任陈平教授带领团队开发出新型核壳结构离子导体。研究人员通过异质结启发设计合成出3CeH₃@BaH₂材料 —— 用氢化钡（BaH₂）薄壳包裹氢化铈（CeH₃），该结构同时兼具氢化铈的高离子电导率和氢化钡的稳定性，实现了室温下的快速氢负离子传导以及高热稳定性和电化学稳定性。团队表示："我们开发的核壳结构氢化物3CeH₃@BaH₂在室温下可实现快速氢负离子传导，在60摄氏度以上更成为超离子导体。"

基于此，团队成功构建出全球首个可充电氢负离子原型电池CeH₂|3CeH₃@BaH₂|NaAlH₄。

清洁能源创新

该电池正极在室温下的首次放电比容量达984毫安时/克，循环20次后仍保持402毫安时/克。科学家称，这一创新设计不仅实现了室温下的高效氢负离子传导，更解决了困扰该领域多年的理论化瓶颈。他们证实，该电池在堆叠配置下工作电压达1.9伏，成功点亮黄色发光二极管灯，展现出实际应用潜力。

研究团队表示，这一开创性方案标志着氢负离子电池从理论概念迈向实验验证的重大突破。研究人员在新闻稿中总结道："采用氢作为电荷载体的技术可避免枝晶形成，为安全、高效、可持续的能源存储铺平道路。"

他们指出，基于氢化物材料的可调控特性，氢负离子电池在清洁能源存储与转化领域具有巨大潜力，未来有望在大规模储能系统、储氢技术、便携移动电源及特殊能源应用等领域发挥重要作用。

该项研究成果已发表于《自然》期刊。

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