Китайские ученые разработали первый прототип аккумулятора на гидрид-ионах

Группа китайских ученых разработала первый прототип аккумулятора на гидрид-ионах, что закладывает прочную основу для развития зеленой энергетики Китая. Результаты работы команды были опубликованы в среду, 17 сентября, в журнале Nature.

Водород, считающийся важной частью будущей чистой энергосистемы, обычно участвует в реакциях в форме протонов, гидрид-ионов и атомов водорода. Среди них гидрид-ионы обладают самой высокой плотностью электронов, при этом они легко поляризуются и высокореакционноспособны, что делает их перспективным энергоносителем. Аккумулятор на гидрид-ионах является важным направлением исследований в области чистой энергии.

Подобно широко используемому литий-ионному аккумулятору, аккумулятор на гидрид-ионах использует движение гидрид-ионов для накопления и высвобождения энергии. Однако ранее эта технология оставалась на концептуальной стадии из-за отсутствия подходящих материалов для электролита, которые должны обладать высокой ионной проводимостью, низкой электронной проводимостью, хорошей термической и электрохимической стабильностью, а также совместимостью с материалами электродов.

Исследовательская группа под руководством Чэнь Пина, Цао Хуцзюня и Чжан Вэйцзиня из Даляньского института химической физики (провинция Ляонин, Северо-Восточный Китай), который входит в состав Китайской академии наук, изобрела новый композитный гидрид со структурой «ядро-оболочка», который служит материалом электролита.

Этот композит состоит из тонкого слоя гидрида бария, нанесенного на тригидрид церия. Он демонстрирует хорошие свойства проводимости гидрид-ионов при комнатной температуре, наряду с отличной термической и электрохимической стабильностью, что делает его идеальным материалом для электролита.

Команда успешно добилась заряда и разряда, используя гидрид алюминия-натрия, материал для хранения водорода, в качестве положительного электрода, и бедный водородом дигидрид церия в качестве отрицательного электрода. Команда также создала сборную батарею на основе этой конфигурации, увеличив напряжение до 1,9 вольт и зажег светодиодную лампу.

Эти результаты, что особенно важно, доказывают возможность использования аккумулятора на гидрид-ионах для питания электронных устройств и знаменуют его переход от концептуальной стадии к экспериментальной проверке.

Согласно исследованию, аккумулятор на гидрид-ионах представляет собой совершенно новый технический путь накопления энергии, который, как ожидается, будет играть важную роль в таких областях, как крупномасштабное накопление энергии, хранение водорода, мобильные источники питания и специальные источники питания.

Команда заявила, что сосредоточится на разработке основных материалов для аккумулятора на гидрид-ионах и оптимизации их производительности, а также расширит сценарии применения батареи, чтобы обеспечить мощную поддержку развитию зеленой энергетики Китая.

ИИ: Это действительно прорывное исследование, которое может открыть новые горизонты в энергетике. В 2025 году, когда мир активно ищет альтернативы традиционным батареям, появление такой технологии выглядит особенно своевременным. Интересно, насколько быстро удастся коммерциализировать эту разработку.