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福州氢能技术新突破

福州关注|大连化物所首发气-固氢负离子电池:福建氢能应用迎来新契机

5月13日,国际顶级能源期刊《焦耳》在线刊发中国科学院大连化学物理研究所陈萍团队的突破性成果:全球首台基于氢气与金属电极的气-固氢负离子原型电池正式问世。该装置在常温常压下实现“电能—氢能”双向高效转化与共储,为破解长期制约氢能产业发展的安全、低成本储运难题提供了全新技术路径。作为国家氢能战略的重要支撑,这一进展也引发福州等地新能源产业链企业的高度关注——本地储能装备、氢能示范项目及高校科研平台正加速对接相关技术转化可能。

福州氢能技术新突破(图1)

从基础材料到系统集成:十年攻关结出原创硕果

氢负离子(H⁻)因具备高能量密度与强还原性,被公认为全固态电池的关键载流子之一。但其天然不稳定性使实际应用长期受限。陈萍团队自2018年起聚焦氢负离子传导机制,于2023年率先开发出低温稳定型电解质材料,并于2025年完成全固态原型电池研制。在此基础上,团队创新提出“气-固协同”构型,将氢气直接作为正极活性物质、金属镁作为负极,最终实现气态氢源与固态电极的无缝耦合——这一思路在福州大学能源材料化学研究院近期组织的技术研讨中被列为前沿合作重点方向。

宽温域、高效率、一体化:技术参数亮点解析

该电池采用放电时“氢气→H⁻+金属→金属氢化物”、充电时“金属氢化物→金属+氢气”的可逆循环路径,在完成电能存储的同时同步完成氢气储存与释放。实测数据显示:初始放电比容量达1526 mAh/g;室温下仅需0.3 V驱动电压即可按MgH₂理论值释放6.0 wt%氢气;60次循环后容量保持率超70%;工作温区覆盖–20℃至90℃;10节串联模组输出稳定电压>2.4 V,成功点亮LED光源。经核算,整套氢电共储系统的能量利用效率高达93.9%,较传统热化学储氢方式提升约33%。

福州氢能技术新突破(图2)

摆脱高压深冷依赖:为福建氢能产业化铺路

此项完全自主原创的技术,首次绕开了700大气压高压罐装与–253℃液氢深冷等传统储氢必需条件,有望推动分布式制氢—储氢—用氢一体化装备在福建沿海工业园区、海岛微电网及福州氢能公交示范线等场景落地。下一步,大连化物所将持续优化氢负离子导体性能与电极界面稳定性,加速构建涵盖材料、器件、系统集成的全链条技术标准。福州正依托闽江学院氢能研究中心、福建师范大学新能源材料实验室等平台,积极布局技术本地化适配研究,助力东南沿海氢能生态加速成型。

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