世界首例！我國科學(xué)家研發(fā)出室溫氫負(fù)離子導(dǎo)體，登《自然》頂刊

【資料圖】

近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所團(tuán)隊(duì)研制出首例室溫超快氫負(fù)離子導(dǎo)體，并提出了抑制混合導(dǎo)體中電子電導(dǎo)的新策略。團(tuán)隊(duì)采用機(jī)械化學(xué)合成方法在稀土氫化物——氫化鑭（LaHx）中制造晶格畸變，產(chǎn)生大量的缺陷和晶界，使之在-40℃至80℃溫度區(qū)間呈現(xiàn)超快氫負(fù)離子傳輸?shù)臓顟B(tài)。相關(guān)研究成果4月5日發(fā)表于《自然》雜志。

“在室溫環(huán)境下表現(xiàn)出超離子傳導(dǎo)的氫負(fù)離子導(dǎo)體材料，將為構(gòu)建全新的全固態(tài)氫化物電池、燃料電池和電化學(xué)轉(zhuǎn)化池提供巨大的機(jī)遇。”研究員陳萍介紹。

此次，研究人員創(chuàng)新地采用機(jī)械球磨制備方法，通過撞擊和剪切力，造成氫化鑭晶格的畸變，形成了大量的納米微晶和缺陷。這些晶格缺陷可以顯著抑制氫化鑭的電子傳導(dǎo)，使其電子電導(dǎo)率相比結(jié)晶良好的氫化鑭下降5個(gè)數(shù)量級(jí)以上。

更重要的是，材料結(jié)晶度的改變對(duì)氫負(fù)離子傳導(dǎo)的干擾并不顯著，可以在“震”住電子轉(zhuǎn)移的同時(shí)，仍舊“維持”氫負(fù)離子的快速傳輸，最終獲得了優(yōu)異的氫負(fù)離子傳導(dǎo)特性。

此外，團(tuán)隊(duì)經(jīng)過大量嘗試，組裝了以“變形”的LaHx為固體電解質(zhì)、以TiH2和Ti為電極的固態(tài)氫負(fù)離子電池，并首次實(shí)現(xiàn)了室溫放電，證實(shí)了這種全新的二次離子電池的可行性。

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