研究人員最近開發(fā)了一種在室溫下運(yùn)輸氫化物離子(H-)的固體電解質(zhì)，這為提高氫基電池和燃料電池的效率、能量密度和實(shí)用性開辟了新的途徑。
科學(xué)家們聲稱，最新的突破標(biāo)志著氫基固態(tài)電池和燃料電池的優(yōu)勢已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)，這是推進(jìn)氫基能源經(jīng)濟(jì)的一步?！拔覀?nèi)〉昧艘粋€(gè)真正的里程碑。我們的結(jié)果是在室溫下首次展示氫化物離子導(dǎo)電固體電解質(zhì)?！?/span>
該團(tuán)隊(duì)一直在用鑭氫化物(LaH3-δ)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因?yàn)闅淇梢韵鄬?duì)容易地釋放和捕獲，而且氫化物離子的導(dǎo)電性非常高。但是，在室溫下，附著在鑭上的氫的數(shù)量在2到3之間波動(dòng)，這使得它不可能有有效的傳導(dǎo)。該團(tuán)隊(duì)使用一種稱為球磨的工藝制備了這種材料的晶體樣品，然后再進(jìn)行退火。他們在室溫下研究了這些樣品，發(fā)現(xiàn)它們能以很高的速率傳導(dǎo)氫化物離子。
與此同時(shí)，另一組研究人員開發(fā)出了一種能量密度更高、穩(wěn)定性更好的全固態(tài)電池用鋁箔陽極。他們在一個(gè)由新材料和鈦制成的固態(tài)燃料電池中測試了它的性能，改變了配方中鍶和氧的含量。在鍶至少為0.2的最佳值下，他們已經(jīng)觀察到鈦100%轉(zhuǎn)化為氫化鈦(TiH2)。這意味著幾乎沒有氫化物離子被浪費(fèi)。
研究成員說，"在短期內(nèi)，我們的研究結(jié)果為氫化物離子導(dǎo)電固體電解質(zhì)的材料設(shè)計(jì)提供了指導(dǎo)。從長遠(yuǎn)來看，我們認(rèn)為這是燃料電池和使用氫的電解電池發(fā)展的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。"
研究人員聲稱，下一步將是提高性能，并創(chuàng)造出能夠可逆地吸收和釋放氫的電極材料。這將允許電池充電，使儲(chǔ)存氫氣成為可能，并在需要時(shí)輕松釋放氫氣，這是氫基能源使用的要求。
為了使基于氫的能源儲(chǔ)存和燃料得到更廣泛的應(yīng)用，它需要安全、高效和盡可能簡單。
目前的限制是氫在這些燃料電池中的高速運(yùn)動(dòng)需要水，這保證了膜的持續(xù)水合，從而增加了額外的復(fù)雜性和更高的設(shè)計(jì)成本。
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