我国开发首例温和条件下超快氢负离子导体 有望为氢负离子导体的研发打开局面

2023-04-06 13:47:10 来源:上海证券报·中国证券网 作者:王文嫣

  上证报中国证券网讯(记者 王文嫣)上海证券报记者5日从中国科学院大连化学物理研究所获悉,该所氢能与先进材料研究部复合氢化物材料化学研究组(DNL1901组)陈萍研究员、曹湖军副研究员团队提出了一种全新材料设计研发策略,通过机械化学方法在稀土氢化物——氢化镧(LaHx)晶格中引入大量的缺陷和晶界,开发了首例温和条件下超快氢负离子导体。

  氢负离子(H-)具有强还原性及高氧化还原电势等特点,是一种颇具潜力的氢载体和能量载体。氢负离子导体是在一定条件下具有优异氢负离子传导能力的材料,其在二次电池、燃料电池、电化学转化池、膜反应器、氢传感器等能源此次,研究团队创新地采用机械化学球磨法,通过碰撞和剪切力,造成氢化镧晶格的畸变,破坏了晶格的周期性,形成了大量的纳米微晶和晶格缺陷。这些缺陷可以显著抑制电子传导,但晶格畸变对氢负离子传导的干扰并不显著,可在“震”住电子转移的同时,仍旧“维持”氢负离子通过协同迁移机制快速传输,最终获得优异的氢负离子传导特性。

  此前报道的氢负离子导体只能在300℃左右实现超快传导,而此次研究团队的工作实现了在温和条件下(-40至80℃温度范围内)的超快离子传导。此外,研究团队还首次实现了室温全固态氢负离子电池的放电,证实了这种全新的二次电池的可行性。据陈萍介绍:“我们建立的这种材料结构调变的方法具有一定的普适性,有望为氢负离子导体的研发打开局面。”