室温可充全固态氢负离子电池的开发及其清洁能源应用研究

来自日本的研究人员开发了一种核壳结构氢化物3CeH3@BaH2，其可在室温下实现快速H?传导，并构建了全固态可充电H?电池CeH2|3CeH3@BaH2|NaAlH4。该电池初始比容量达984 mAh g?1，20次循环后仍保持402 mAh g?1，为清洁能源存储提供了无枝晶隐患的新途径。

　　

作为一种负电荷载体，氢负离子（H^?）比阳离子具有更高的能量、极化性和反应活性。基于H^?的电化学过程不同于现有体系，可推动创新电化学器件（如可充电电池、燃料电池、电解池和气体分离膜）的发展。研究团队开发出一种核壳结构氢化物3CeH₃@BaH₂，其在室温下表现出快速H^?传导特性，并在60°C以上转变为超离子导体。利用该材料构建的全固态可充电H^?电池CeH₂|3CeH₃@BaH₂|NaAlH₄，以NaAlH₄和CeH₂分别作为正极和负极材料，在环境条件下运行。该电池初始比容量为984 mAh g^?1，20次循环后仍保持402 mAh g^?1。使用氢作为电荷载体可避免有害金属枝晶的形成，为清洁能源存储与转换开辟了新的研究路径。