人民網北京5月14日電 （記者趙竹青）近日，中國科學院大連化學物理研究所（以下簡稱“大連化物所”）陳萍研究員團隊在新型氫負離子電池的研發和功能開拓上取得重要進展。團隊構建了全球首例以氫氣和金屬為電極的氣-固氫負離子原型電池（以下簡稱“氣固電池”）。

該電池充氫放電、充電放氫，以“氫電共儲”的方式，為常溫、常壓、高效的儲氫提供了原型驗証。相關成果於北京時間5月13日發表在《焦耳》（Joule）上。

氫負離子是氫的“富電子”態。以氫負離子作為載流子，能夠兼具高反應性和高能量等特征，是發展下一代全固態電池的關鍵路徑之一。然而，氫負離子在自然條件下極不穩定，科學家很難利用它直接參與電化學儲能。陳萍團隊自2018年起開展氫負離子傳導研究，於2023年構建出新型氫負離子電解質材料，使氫負離子得以在低溫條件下穩定傳導，隨后於2025年開發出首例全固態氫負離子原型電池。團隊基於氫負離子取得的系列成果，進一步提出了“氣-固氫負離子電池”的構想。

團隊利用金屬鎂和氫氣分別作為負極和正極活性物質，組裝出首例可在寬溫域工作的氣-固氫負離子電池。這種電池讓氫負離子在為電池提供高能量的同時，巧妙地與電化學儲氫銜接，電池在放電時，氫氣在正極被還原為氫負離子，金屬在負極被氧化為陽離子形成金屬氫化物﹔充電時，兩極分別釋放氫氣分子和再生金屬，實現了邊充放電、邊儲放氫。

實驗結果顯示：充氫時，該電池初始放電容量高達1526毫安時/克﹔而當施加0.3伏電壓時，可在室溫下釋放出重量比約6.0%的氫氣（以電極中MgH2計）﹔該電池循環60次后容量保持率超過70%，並且在低至-20度和高達90度的范圍內均可正常工作。進一步，團隊將10個單電池堆疊成串聯電池組，輸出電壓超過2.4伏，成功點亮了LED燈泡，標志著氣-固氫負離子原型電池的問世。能效分析結果進一步表明，該“氫電共儲”體系的能量利用效率可達93.9%，比傳統熱儲氫提升了三分之一。

這一原創性成果為破解橫亙氫能利用中半個多世紀的核心技術難題——儲氫，提供了全新的技術路線，擺脫了傳統儲氫所需的高壓（700 atm）或深冷（-253°C）等極端條件，有望催生新型儲氫技術。未來，團隊將聚力發展更高性能氫負離子導體和電極材料，提升電池性能，形成專有技術，加快氫負離子電池向實用化邁進，推動氫能產業的發展。