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戍天九思:重大突破!全球首款氢负离子原型电池问世!

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发表于 昨天 13:19 | 显示全部楼层 |阅读模式
  据9月17日央视报道,近日,中国科学院大连化学物理研究所团队开发出新型核壳结构氢负离子电解质,并成功构建了首例氢负离子原型电池,这一成果北京时间9月17日在国际学术期刊《自然》发表。

  ▲氢负离子原型电池

  这一突破堪比当年发明锂电池,不仅代表中国固态电池的重大突破,而且对国家能源安全战略、全球能源技术竞争格局和绿色低碳转型具有深远战略意义。

  开辟全新储能技术路径,增强能源安全

  氢负离子电池是一种全新的固态电池。传统氢负离子导体只能在300℃左右实现超快传导,中国科学院大连化物所研究团队历时7年攻关,提出“晶格畸变抑制电子电导”策略,研制出可在-40℃至80℃区间内超快传导的氢负离子导体。在此基础上,他们利用经典的储氢材料氢化铝钠(NaAlH4)作正极,贫氢的二氢化铈(CeH2)作负极,组装出首例氢负离子原型电池,并成功点亮了LED灯,标志着氢负离子电池成功从“理论模型”迈向了“实验室原型”。

  ▲氢负离子原型电池示意图

  实验数据显示,该原型电池正极首次放电容量高达984毫安时/克,经过20次充放电循环后仍保持402毫安时/克的容量。若按1.9伏电压计算,其能量密度可达约1869 Wh/kg,远超当前主流锂电池(三元材料约250-300 Wh/kg)。与传统锂电池相比,氢负离子电池具有快速充电、低温稳定性、安全性提升和环保优势,有望突破当前储能技术的瓶颈,减少对锂、钴等战略金属资源的依赖,从而增强国家能源安全和资源自主可控能力。

  推动氢能战略实施,助力“双碳”目标

  氢能是我国未来清洁能源体系的核心组成部分。氢负离子电池不仅是一种储能装置,还兼具储氢功能,可实现氢能的高效存储与释放。中国在氢能专利整体竞争力上,已超越日本,成为全球领跑者。中国储能相关专利申请量占全球67.56%,远超美国(16%)和其他国家。其成功研发将推动氢能在电力、交通、工业等领域的规模化应用,助力我国实现“碳达峰、碳中和”战略目标。

  抢占前沿科技制高点,提升国际竞争力

  该成果发表于国际顶级期刊《自然》,标志着我国在氢负离子传导与电池技术领域实现了从“0到1”的原创性突破,在全球能源科技竞争中占据先发优势。这不仅提升了我国在前沿能源材料领域的话语权,也为未来制定国际标准、输出技术方案奠定基础。

  服务特种电源与国防需求,拓展战略应用场景

  氢负离子电池具有高能量密度、良好热稳定性和电化学稳定性,特别是在-40℃至80℃范围内仍能保持稳定运行,因此有望在特种电源、深空深海探测、高寒高海拔地区供电等特殊场景中应用,服务国家重大战略需求和国防安全。

  带动材料科学与高端制造产业链升级

  氢负离子电池的核心在于新型核壳结构复合氢化物电解质材料(如BaH?包覆CeH?),其研发与产业化将牵引氢化物材料、固态电解质、界面工程等基础科学与高端制造技术的整体跃升,带动上下游产业链发展,形成未来产业新赛道。

  该氢负离子电池依赖轻稀土材料,中国稀土储量占全球38%,中国轻稀土(如钡、铈)生产成本低至4美元/公斤,远低于澳大利亚等国的15美元/公斤,有利于我国发挥稀土优势、实现战略资源自主可控。

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