【仪表网 行业科普】当 “电池家族” 不断涌现新成员时，一款来自中国的新型电池近日登上《自然》杂志，引发全球关注 —— 中国科学院大连化学物理研究所的研究团队，不仅开发出新型氢负离子电解质，更成功组装出全球首块氢负离子原型电池。这一突破，终于让长期停留在 “概念阶段” 的氢负离子电池，迈出了从理论到实验验证的关键一步。那么，这款 “新鲜出炉” 的电池，到底有何特别之处？它又是如何攻克行业长期难题的？
 

　　要理解氢负离子电池的价值，得先从 “氢” 这个元素说起。作为未来清洁能源体系的核心组成部分，氢通常以三种形态存在：氢正离子、氢原子和氢负离子。其中，氢负离子堪称 “潜力股”—— 它反应活性强、电子密度高，天生就是理想的能量载体。从工作原理来看，氢负离子电池和我们常用的锂离子电池有相似之处，都是通过离子在正负极之间 “穿梭” 实现充放电，只不过前者的 “能量搬运工” 从锂离子换成了氢负离子。
 

　　可就是这样一种看似 “路径清晰” 的电池技术，却在过去很长时间里被困在 “概念牢笼” 中。论文通讯作者、大连化物所研究员陈萍道出了关键难题：一直找不到一款 “全能” 的电解质材料。要知道，电解质是电池的 “桥梁”，必须同时满足三个核心要求 —— 高离子传导性(保证离子顺畅移动)、高热和电化学稳定性(避免高温或充电时 “出故障”)，还要能和电极完美匹配。少了任何一点，电池都无法实际应用，这也是氢负离子电池迟迟无法落地的核心原因。
 

　　此次大连化物所团队的突破，恰恰就藏在电解质的创新设计里。他们采用了巧妙的 “核壳结构” 策略：用氢化钡作为 “外壳”，包裹住内部的三氢化铈。这种设计像给电解质加了一层 “?；ふ?rdquo;，既让氢负离子能高效传导(高离子电导率)，又抑制了电子的无用损耗(低电子电导率)，同时还扛住了高温和电化学反应的考验，完美解决了此前的 “材料困境”。
 

　　光有好材料还不够，电池的实际性能才是 “硬指标”。实验数据给出了令人惊喜的答案：这款氢负离子原型电池的正极，首次放电容量就达到 984 毫安时 / 克 —— 这个数值远超不少现有储能材料；即便经过 20 次充放电循环，容量仍能保持在 402 毫安时 / 克，稳定性表现亮眼。更关键的是，团队还进一步搭建了叠层电池，将电压提升到 1.9 伏，成功点亮了 LED 灯。这小小的一盏灯，却证明了氢负离子电池不仅能 “存电”，还能真正为电子设备 “供电”，打破了 “纸上谈兵” 的质疑。
 

　　如今，氢负离子电池已经打开了全新的储能技术路径。陈萍研究员介绍，它未来有望在大规模储能(比如为电网储存风电、光伏等清洁能源)、储氢(结合氢能产业链)、移动电源(小型电子设备或交通工具)等领域大显身手。接下来，团队还将聚焦核心材料的优化，进一步提升电池性能，拓展更多应用场景。
 

　　从 “概念” 到 “实物”，从实验室数据到点亮 LED，中国科学家研制的氢负离子原型电池，不仅为电池家族增添了 “实力派” 成员，更给全球绿色能源发展提供了新的技术方向。或许在不久的将来，我们身边的储能设备，就会因为 “氢负离子” 的加入而变得更高效、更环保。
 

　　(文章来源：中国科学院大连化学物理研究所)