全球能源行業(yè)正經(jīng)歷深刻重構(gòu)，電化學(xué)儲能已成為電動汽車普及與可再生能源并網(wǎng)的關(guān)鍵瓶頸。長期以來，氫負(fù)離子（H?）作為電荷載體因技術(shù)壁壘被視為遙不可及的構(gòu)想，但中國科研團(tuán)隊近日實現(xiàn)了歷史性突破。

源自中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所的研究成果已發(fā)表于國際期刊《自然》。該團(tuán)隊成功設(shè)計出全球首臺基于氫負(fù)離子的功能性電池原型，徹底改變了這一領(lǐng)域僅停留在理論階段的歷史。

與傳統(tǒng)鋰電池不同，該新型電池利用氫負(fù)離子作為電荷載體。研究人員指出，氫基體系理論上可完全避免金屬枝晶的形成，從而顯著提升電池的安全性與循環(huán)壽命。該原型采用全固態(tài)設(shè)計，正極使用氫化鈉鋁（NaAlH?），負(fù)極采用氫化鈰（CeH?），均為能源實驗領(lǐng)域的成熟材料。

攻克固態(tài)電解質(zhì)的導(dǎo)電難題是研發(fā)核心。由陳平教授領(lǐng)銜的團(tuán)隊創(chuàng)新設(shè)計了“核殼”結(jié)構(gòu)：以氫化鈰（CeH?）為核，外覆氫化鋇（BaH?）薄層。這種名為3CeH?@BaH?的材料在室溫下即可傳導(dǎo)氫負(fù)離子，且在60攝氏度以上表現(xiàn)出離子超導(dǎo)體特性。

基于此，研究團(tuán)隊構(gòu)建了CeH?|3CeH?@BaH?|NaAlH?電池結(jié)構(gòu)，驗證了其作為可充電氫電池的實驗可行性。實測數(shù)據(jù)顯示，正極在室溫下的比放電容量接近984毫安時/克，經(jīng)過20次充放電循環(huán)后仍保留約402毫安時/克，顯示出良好的初期穩(wěn)定性。

在電壓方面，堆疊配置下工作電壓約為1.9伏，并成功點亮黃色LED燈，證實了其在真實場景下的供電能力。研究團(tuán)隊強(qiáng)調(diào)，氫作為電荷載體不僅規(guī)避了枝晶風(fēng)險，更為清潔能源的存儲與轉(zhuǎn)換開辟了全新路徑。

盡管該技術(shù)在安全性與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性上展現(xiàn)出巨大潛力，但要與成熟的鋰電池競爭，仍面臨工業(yè)化放大、成本控制、長周期壽命驗證及熱管理等挑戰(zhàn)。目前該電池尚未達(dá)到商業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)，需經(jīng)歷數(shù)百甚至數(shù)千次循環(huán)測試的嚴(yán)苛考驗。

對于中國新能源產(chǎn)業(yè)而言，這一突破標(biāo)志著在下一代儲能技術(shù)路線上搶占了理論先機(jī)，未來若能在工程化與成本上取得進(jìn)展，有望為全球能源轉(zhuǎn)型提供關(guān)鍵的“中國方案”。