中国科研团队研制出全球首例气-固氢负离子原型电池

中国科学院大连化学物理研究所5月13日在国际期刊Joule发表最新成果¹，研制出全球首例“气—固氢负离子原型电池”，实现“充氢放电、充电放氢”的氢电协同储能机制。研究团队已实现10个单电池串联驱动LED灯泡，标志着新型氢负离子储能体系完成原理性验证。

该电池以氢气和金属镁分别作为正、负极活性物质，能够在宽温域条件下实现储氢与释氢。放电过程中，氢气在正极被还原为氢负离子，金属镁在负极被氧化并形成金属氢化物，实现电能输出与氢气储存同步进行；充电过程中，两极分别释放氢气并再生金属镁，实现可逆储放氢。研究结果显示，该体系能量利用效率达到93.9%，较传统热储氢提升约三分之一。

储氢技术是制约氢能规模化应用的核心瓶颈。目前国际主流储氢路线主要包括高压气态储氢、低温液氢储运及金属氢化物固态储氢等。其中，高压储氢对安全性和设备要求较高，液氢技术能耗较大，固态储氢则普遍存在放氢温度高、动力学性能不足等问题。近年来，国际上开始探索固态离子导体与新型氢储能体系，但现有技术多基于质子传导路线，氢负离子由于稳定性差，相关研究处于实验室探索阶段。此次中国科研团队实现氢负离子稳定传导及可逆储放氢，意味着氢能利用由传统“储氢—发电分离”模式向“储氢—储电一体化”方向迈出关键一步。

该成果提出了“氢电共储”新模式，有望对未来氢能储运和长时储能体系产生重要影响。一方面，该技术有望摆脱传统储氢所需的高压（700 atm）或深冷（-253°C）等极端条件，降低储氢设施复杂度和安全风险；另一方面，可实现储氢与电化学储能协同运行，提高能源利用效率，为可再生能源消纳和长周期储能提供新路径。从技术发展趋势看，氢负离子体系有望成为新一代全固态储能技术的重要方向。不过，目前该技术仍处于原理验证阶段，在循环寿命、规模化制备及工程化应用等方面仍需进一步突破。

来源：[1]https://dicp.cas.cn/xwdt/kyjz/202605/t20260513_8200443.html