提前充電：室溫下超離子氫化物傳導(dǎo)的新時代

一個研究團隊開發(fā)了一種室溫全固態(tài)氫化物電池技術(shù)，可以實現(xiàn)先進的清潔能源存儲和轉(zhuǎn)換技術(shù)。通過在稀土氫化物的晶格結(jié)構(gòu)中引入缺陷，該團隊抑制了電子電導(dǎo)率，創(chuàng)造出在寬溫度范圍內(nèi)具有高電導(dǎo)率的純氫陰離子導(dǎo)體。

能夠在環(huán)境條件下傳導(dǎo)帶負電荷的氫原子的材料將為先進的清潔能源儲存和電化學轉(zhuǎn)換技術(shù)鋪平道路。

中國科學院大連化學物理研究所的研究團隊展示了一種通過引入和利用稀土晶格結(jié)構(gòu)中的缺陷實現(xiàn)室溫全固態(tài)氫化物電池的技術(shù)氫化物。

他們的研究發(fā)表在4 月 5 日的《自然》雜志上。

傳導(dǎo)鋰、鈉和氫陽離子的固體材料已用于電池和燃料電池中。在某些條件下，一些材料會轉(zhuǎn)變?yōu)槌x子狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，離子通過跳過剛性晶體結(jié)構(gòu)以與在液體中一樣快的速度移動。這種現(xiàn)象有利于化學和能量轉(zhuǎn)換，因為它允許離子在沒有液體或軟膜分離電極的情況下移動。然而，很少有固態(tài)材料可以在環(huán)境條件下達到這種狀態(tài)。

“在環(huán)境條件下表現(xiàn)出超離子傳導(dǎo)的材料將為構(gòu)建全新的全固態(tài)氫化物電池、燃料電池和電化學電池以存儲和轉(zhuǎn)換清潔能源提供巨大的機會，”DICP 的研究作者陳平教授說。 .

氫陰離子 (H - ) 導(dǎo)體具有強還原性和高氧化還原電位，已成為該技術(shù)的有前途的候選者。近年來已經(jīng)開發(fā)出幾種H-導(dǎo)體，包括堿土金屬氫化物以及堿土金屬和稀土金屬的氫氧化物，它們以快速氫遷移而著稱。但是，在 DICP 團隊采用新方法之前，所開發(fā)的材料都無法在環(huán)境條件下實現(xiàn)超離子傳導(dǎo)。

DICP 研究小組的目標是某些稀土元素 (REHx) 的三氫化物的結(jié)構(gòu)和形態(tài)——每分子含有三個氫原子的氫化物，包括鑭 (La)。

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