一個由中國大連化學物理研究所（DICP）領導的研究團隊，報導設計出一種首創的氣固氫化物離子電池原型。這是一種在常温和常壓下，同時儲存電力和氫氣的裝置，實現了驚人的雙重技術。最值得注意的是，這種共儲設計達到了93.9% 的氫能效率，為更高效和整合的清潔能源網絡鋪平了道路。「這款新電池的能量效率達到93.9%，比傳統熱氫儲存方法高出三分之一，」DICP 的研究員陳平在《人民日報》線上版中表示。
運作原理
這項發展摒棄了鋰技術。這種電池運行依賴於氫化物離子——攜帶額外電子的氫原子。儘管這些離子能量極高，但它們卻不穩定。報導指出，DICP 團隊自2018年以來一直追尋這一概念，最終在2023年破解了這一難題，開發出一種能使離子穩定運動的材料。現在，他們將這種化學原理包裝成一種使用鎂金屬和氫氣作為電極的全固態電池。在這項創新中，中心是一種可逆的化學反應，使原型電池既能作為電源，又能作為燃料罐。
這個系統利用鎂金屬和氫氣作為兩個電極，像化學海綿一樣運作。在放電過程中，氫氣轉化為高能量的氫化物離子，這些離子與鎂結合形成穩定的固態金屬氫化物。當電池插入充電時，整個過程會逆轉，釋放氫氣回到大氣中。值得注意的是，該裝置在日常運作中，無需危險的高壓氣體罐，因為它將揮發性氣體鎖定在固態。根據實驗室測試，該原型顯示出抗壓和能量密度，在-20至90攝氏度（194華氏度）的寬廣温度範圍內無縫運作。
報導稱，其初始放電容量達到每克1,526 毫安時（mAh/g），並在60次充放電循環後仍保持70%以上的容量。
在實際應用方面，研究人員將10個單獨的電池單元堆疊成一個更大的電池包，成功產生超過2.4伏特並點亮一個LED燈泡。
傳統的氫儲存需要能耗密集的基礎設施，如高壓罐或深冷冷卻系統。這種新電池在常温和正常大氣壓下安全運行。該系統也完全克服了氣體儲存的揮發性風險，通過在充電和放電期間將氫化學鎖定為固態金屬氫化物。
總體而言，它消除了對昂貴專用容器設備的需求，提供了一條更簡單、更具成本效益的清潔能源儲存途徑。「與其他氫儲存技術相比，這種共儲系統提供了高氫能效率，並可能在移動或固定的氫利用場景中找到廣泛應用，」團隊指出。接下來，研究團隊將專注於完善技術，為商業和工業使用做準備。他們計劃持續改進電池的整體性能，提高其長期耐用性，並開發優質材料以優化能量儲存。該研究已發表在《Joule》期刊上。