大连化物所构建全球首例气-固氢负离子原型电池，实现氢电共储

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5月14日，人民网在北京发布讯息，近来，中国科学院大连化学物理研究所陈萍研究员带领的团队，于新型氢负离子电池的研究方面，有了重大突破，成功搭建起全球首个以氢气以及金属作为电极的气-固氢负离子原型电池，凭借“氢电共储”方式，给予了常温常压状况下高效储氢的完整原型验证 ，相关成果 在北京时间5月13日正式刊登于国际著名能源学术期刊《焦耳》。

具有高反应性、高能量密度这般先天优势的氢负离子，是氢的“富电子”形态，它是全球学界公认的，属于下一代全固态储能电池的核心技术方向。但长久以来，氢负离子于自然状况下极其不稳定，要对关联调控，卷入其储能进程，难度极大，陈萍团队自2018年始发氢负离子传导专门研究，2023年率先研制出能够达成低温稳固传导的新型氢负离子电解质材料，2025年推出全球首只全固态氢负离子原型电池，凭借积累下的系列核心成果进一步拓宽思路，最终拿出“气-固氢负离子电池”意义全新的构想并落地达成。

这款全新的电池，选用金属镁当作负极活性物质，选用氢气当作正极活性物质，它能够支持在宽温域范围之内稳定运行。其工作逻辑的设计十分具有巧思：在放电的时候，正极处的氢气被还原成氢负离子，负极的金属被氧化成阳离子生成金属氢化物，同时完成储氢的过程；在充电的时候，电极分别释放氢气分子并还原再生金属，这等于在电池进行常规充放电的同时，同步完成储氢和放氢的操作，能源利用的环节高度融合。

经过实际测量得出的数据表明，这款电池在充入氢气之后，最初开始放电时的容量能够达到每克1526毫安时；在室温的环境状况下，仅仅只需要施加0.3伏的电压，就能够释放出按照电极内部MgH₂来计算，重量占比具有6.0%的氢气；在完成了60次的循环测试以后，其容量保持的比率仍然超过了70%，并且能够在从零下20摄氏度到零上90摄氏度这样较为宽泛的温度区间范围之内正常开展工作进行。该研究团队把10个单个的电池串联组合成为小型的模组之后，输出的电压稳定地超过了2.4伏，成功地将照明LED点亮了，全面达成了原型产品的设计所要达成的目标。按照能效核算得出的相应结果来瞧，这套氢电共同储存体系具备的能量利用效率达到了高达93.9%的程度，其用于能量效率方面的表现，较之于传统的热储存氢气方式实现了提升，所提升幅度大概为三分之一左右。

这项成果是完全从零开始自主探索得出的原创性成果，该成果为氢能产业中困扰了超过半个世纪的储氢核心难题，提供了一条全新的、前所未有的解决方案，做到了彻底摆脱传统储氢所需的700大气压高压环境，以及零下253摄氏度深冷环境等极端苛刻条件，此成果有望从底层催生出新一代低成本、易用性强的储氢技术。接下来，大连化物所的研究团队，会着重攻克更高性能的氢负离子导体，以及配套的电极材料，不断使电池的综合性能进行迭代，实现完全自主的专有技术体系落地，促使氢负离子电池快速迈向商业化实用场景，给氢能全产业的大规模推广提供稳固的技术支持。

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