观察员
-
我国科学家研发出首例室温氢负离子导体
最后更新: 2023-04-06 08:20:124月5日，观察者网从中国科学院大连化学物理研究所获悉，大连化学物理研究所氢能与先进材料研究部复合氢化物材料化学研究组（DNL1901组）陈萍研究员、曹湖军副研究员团队提出了一种全新材料设计研发策略，通过机械化学方法在稀土氢化物——氢化镧（LaHx）晶格中引入大量的缺陷和晶界，开发了首例温和条件下超快氢负离子导体。
氢负离子（H-）具有强还原性及高氧化还原电势等特点，是一种颇具潜力的氢载体和能量载体。氢负离子导体是在一定条件下具有优异氢负离子传导能力的材料，其在二次电池、燃料电池、电化学转化池、膜反应器、氢传感器等能源储存与转化器件中具有广阔的应用前景，有望在未来实现一系列的技术革新。目前，仅有极少的国外团队专注此研究，该项研究面临着材料体系少、操作温度高、温和条件下离子电导率低等问题，是洁净能源领域的前沿课题。
早在上世纪的变色玻璃研究中，研究者就发现氢化镧具有快速的氢迁移能力，但其电子电导也很高。近几年，科研人员往氢化镧晶格中引入氧大幅抑制了其电子传导，但氧的引入也同时显著阻碍了氢负离子的传导。
本工作中，团队创新地采用机械化学球磨法，通过碰撞和剪切力，造成氢化镧晶格的畸变，破坏了晶格的周期性，形成了大量的纳米微晶和晶格缺陷。这些缺陷可以显著抑制电子传导，其电子电导率相比结晶良好的氢化镧下降5个数量级以上。尤为重要的是，晶格畸变对氢负离子传导的干扰并不显著，可在“震”住电子转移的同时，仍旧“维持”氢负离子通过协同迁移机制快速传输，最终获得了优异的氢负离子传导特性。
氢负离子电导率性能对比图
此前报道的氢负离子导体只能在300℃左右实现超快传导，而本工作实现了在温和条件下（-40至80℃温度范围内）的超快离子传导，在-40℃时，该材料的氢负离子电导率就高达10-2S/cm，活化能仅为0.12eV。此外，团队还首次实现了室温全固态氢负离子电池的放电，证实了这种全新的二次电池的可行性。
“许多已知的氢化物材料都是离子—电子混合导体，”陈萍介绍道，“我们建立的这种材料结构调变的方法具有一定的普适性，有望为氢负离子导体的研发打开局面。”
- 原标题：我国科学家研发出首例室温氢负离子导体
- 责任编辑: 范维
-
落点精度优于10米，中科宇航海上垂直回收火箭试验圆满成功
2023-04-05 14:23 航空航天 -
国内首个飞轮+锂电池储能复合调频项目投运
2023-04-04 15:29 能源战略 -
韦伯望远镜发现迄今最古老黑洞
2023-04-03 10:09 -
我国科学家发现月球“迷你水库”：1吨玻璃珠含1斤水
2023-04-03 09:35 -
天龙二号，首飞成功！
2023-04-02 18:33 航空航天 -
时速600km！我国自研高温超导电动悬浮交通系统首次悬浮运行
2023-04-01 14:31 中国精造 -
《自然》一日三文关注儿童不明原因肝炎，新冠还是AAV？
2023-03-31 07:43 -
一箭四星！我国成功发射宏图一号01组卫星
2023-03-30 19:23 航空航天 -
走近核电“和睦系统”：大国重器“神经中枢”中国造
2023-03-30 15:06 数字化转型 -
我国科学家取得催化剂技术新突破
2023-03-28 07:20 科技前沿 -
新冠或能改变人体细胞基因组结构，有助解释“长新冠”
2023-03-27 08:16 抗疫进行时 -
量子纠错“越纠越错”？中国科学家首次超越盈亏平衡点
2023-03-24 09:03 科技前沿 -
盐碱地也能种粮食！中国科学家首次揭示耐碱分子机制
2023-03-24 08:58 聚焦三农 -
我国存储能力总规模超过1000EB
2023-03-24 07:23 -
全球首枚3D打印火箭未能进入轨道
2023-03-23 13:14 航空航天 -
“龙宫”小行星样本中发现RNA碱基和维生素B3
2023-03-23 07:27 -
解读2022年度中国科学十大进展
2023-03-20 10:43 科技前沿 -
南大闻海虎团队重复实验，再次推翻美国室温超导轰动性研究
2023-03-20 08:15 -
里程碑！雄性小鼠产生功能性卵细胞
2023-03-17 08:37 医学 -
我国计划今年底发射爱因斯坦探针，搜寻定位引力波源
2023-03-16 12:07 科技前沿
相关推荐 -
-
美媒吐槽：全员滑跪，除了中国… 评论 23
换防长？“美国后院起火” 评论 116
美元主导地位遭削弱，“人民币必须抓住机会” 评论 209
前十占九！“中国机构正在主导全球芯片研究” 评论 171
罗马教皇方济各去世，曾呼吁“不要害怕中国崛起” 评论 119最新闻 Hot
Copyright © 2014-2024 观察者 All rights reserved。
沪ICP备10213822号-2 互联网新闻信息服务许可证：31220170001
网登网视备（沪）02020000041-1号 互联网宗教信息服务许可证：沪（2024）0000009
广播电视节目制作经营许可证：（沪）字第03952号
增值电信业务经营许可证：沪B2-20210968 违法及不良信息举报电话：021-62376571
沪公网安备 31010502000027号
中国互联网举报中心
上海市互联网违法与不良信息举报中心
