Китайские ученые разработали первый прототип гидрид-ионного аккумулятора

Далянь, 18 сентября /Синьхуа/ -- Группа китайских ученых одного из вузов на северо-востоке Китая разработала первый прототип гидрид-ионного аккумулятора, заложив тем самым прочный фундамент для развития китайского сектора зеленой энергетики.

Водород считается важным компонентом будущих систем экологически чистой энергии и обычно существует в трех формах: катионы водорода /протоны/, анионы водорода /гидрид-ионы/ и атомы водорода. Среди них гидрид-ионы обладают самой высокой электронной плотностью, демонстрируют сильную поляризацию и реактивность и представляют собой уникальный энергоноситель с огромным потенциалом. Аккумуляторные батареи на основе гидрид-ионов являются важным направлением исследований в области чистой энергетики.

Подобно широко используемым литий-ионным батареям, аккумуляторы на основе гидрид-ионов используют движение анионов водорода для хранения и высвобождения энергии. Однако из-за отсутствия электролитных материалов, которые одновременно удовлетворяют требованиям высокой ионной проводимости, низкой электронной проводимости, отличной термической и электрохимической стабильности наряду с хорошей совместимостью с электродами, гидрид-ионные аккумуляторные батареи оставались до недавнего времени на стадии концептуальной разработки.

Команда исследователей в составе ведущего научного сотрудника Чэнь Пин, ведущего научного сотрудника Цао Хуцзюня и старшего научного сотрудника Чжан Вэйцзина из Даляньского института химической физики Китайской академии наук разработала новый электролит на основе двухзонной структуры водородных анионов.

Этот композитный гидрид состоит из тонкого слоя гидрида бария, нанесенного на тригидрид церия. Он обладает хорошими свойствами проводимости гидрид-ионов при комнатной температуре, а также отличной термической и электрохимической стабильностью, что делает его идеальным материалом для электролита.

Команда успешно проверила цикл заряда-разряда, используя в качестве катода гидрид натрия и алюминия, считающийся классическим материалом для хранения водорода, и в качестве анода - дигидрид церия с низким содержанием водорода. Команда также сконструировала многослойную батарею на основе этой конфигурации, повысив напряжение до 1,9 вольта, в результате чего успешно зажглась светодиодная лампа.

Эти находки продемонстрировали возможность использования гидрид-ионных аккумуляторов для питания электронных устройств. Это также знаменует собой значительный скачок от теоретической концепции к экспериментальной верификации.

Согласно результатам исследования, гидрид-ионные аккумуляторы представляют собой совершенно новый способ хранения энергии, который, как ожидается, может сыграть важную роль в крупномасштабном хранении энергии, хранении водорода, мобильных источниках питания и специализированных источниках питания.

В дальнейшем команда китайских ученых сосредоточится на разработке основных материалов и оптимизации характеристик гидрид-ионных аккумуляторов, активно расширяя сценарии их применения, чтобы обеспечить надежную технологическую поддержку развитию сектора зеленой энергетики в Китае.