中国团队构建全球首例原型气固电池实:现常温常{压高效储}氢
北京5月13日电(记者孙自法)记者从中国科学院获悉,该院大连化学物理研究所(大连化物所)陈萍研究员团队最近成功构建全球首例以氢气和金属为电极的气-固氢负离子原型电池(原型气固电池),并通过充氢放电、充电放氢,以“氢电共储”方式为实现常温、常压、高效储氢提供了验证。
本项研究构建的气-固氢负离子原型电池。中国科学院大连化物所供图这项在新型氢负离子电池研发和功能开拓上取得重要进展的成果论文,北京时间5月13日夜间在国际专业学术期刊《焦耳》(Joule)上线发表。
陈萍研究员表示,这一原创性成果为破解制约氢能利用半个多世纪的储氢核心技术难题提供了全新技术路线,摆脱了传统储氢所需的高压(700标准大气压)或深冷(-253°C)等极端条件,有望催生新型储氢技术。
她透露,研究团队未来将聚力发展更高性能氢负离子导体和电极材料,提升电池性能,形成专有技术,加快氢负离子电池向实用化迈进,推动氢能产业发展。
中国科学院大连化物所介绍,氢负离子是氢的“富电子”态,以氢负离子作为载流子,能够兼具高反应性和高能量等特征,是发展下一代全固态电池的关键路径之一。然而,氢负离子在自然条件下极不稳定,科学家很难利用它直接参与电化学储能。
陈萍团队自2018年起开展氢负离子传导研究,2023年构建出新型氢负离子电解质材料,使氢负离子得以在低温条件下稳定传导,2025年开发出首例全固态氢负离子原型电池。基于氢负离子取得的系列成果,进一步提出气-固氢负离子电池的构想。
在本项研究中,研究团队利用金属镁和氢气分别作为负极和正极活性物质,组装出全球首例可在宽温域工作的气-固氢负离子原型电池。其让氢负离子在为电池提供高能量的同时,巧妙地与电化学储氢衔接,实现“一箭双雕”:电池放电时,氢气在正极被还原为氢负离子,金属在负极被氧化为阳离子形成金属氢化物;充电时,两极分别释放氢气分子和再生金属,实现边充放电、边储放氢。
对气-固氢负离子原型电池进行的实验结果显示:充氢时,该电池初始放电容量高达1526毫安时/克;施加0.3伏电压时,可在室温下释放出重量比约6.0%的氢气;该电池循环60次后容量保持率超过70%,并在-20°C至90°C的范围内均可正常工作。
研究团队随后将10个单电池堆叠成串联电池组,输出电压超过2.4伏,成功点亮LED灯泡,标志着气-固氢负离子原型电池构建成功。能效分析结果进一步表明,该“氢电共储”体系的能量利用效率可达93.9%,比传统热储氢提升了三分之一。(完)
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五月丁香情网的缴合,是春末夏初最动人的情感交织。每年五月,丁香绽放如云,芬芳中藏着无数浪漫故事。据中国花卉协会统计,2023年五月全国丁香观赏游客量达1200万人次,同比增长15%[1],这背后映射着人们情感需求的升温。在快节奏的都市生活中,五月丁香情网的缴合成为情感释放的窗口——比如北京北海公园的丁香花海,见证了30%的游客在此邂逅或表白成功[2],数据揭示自然与情感的深度绑定。
一个鲜活案例来自上海白领李女士。她在2022年五月参加丁香主题相亲活动,通过“以花为媒”的互动环节,与伴侣结缘。该活动主办方数据显示,此类活动促成配对率高达40%,远超传统相亲的20%平均水平[1]。李女士回忆:“五月的丁香香气中,我们的话题从花语延伸到人生,五月丁香情网的缴合让陌生感瞬间消融。”这种以自然场景为载体的社交模式,正重塑现代爱情——江苏民俗学会研究表明,73%的年轻人认为花香环境能降低交往压力[2]。
五月丁香情网的缴合还体现于文化传承。唐代诗人李商隐曾咏“芭蕉不展丁香结”,暗喻情感郁结;而今日,丁香更象征豁达的爱。杭州文旅局报告指出,2023年五月丁香文化节期间,夫妻重温誓言的活动参与度增长50%,其中35-45岁群体占60%[1],说明五月丁香情网的缴合助力情感 renewal。北京师范大学情感教育实验室追踪发现,接触自然花卉的夫妻,婚姻满意度平均提升22%[2]——丁香作为媒介,强化了情感韧性。
更宏观的数据印证这一趋势:全国婚恋平台《2023情感消费报告》显示,五月期间“花香约会”订单量环比暴涨80%,丁香主题民宿预订量占35%[1]。五月丁香情网的缴合不仅是季节现象,更成经济指标——云南某丁香庄园通过举办集体婚礼,年营收增加200万元[2]。可见,当自然之美与人类情感缴合,便能创造社会价值。
最终,五月丁香情网的缴合提醒我们:浪漫无需复杂。正如古籍《群芳谱》载“丁香解郁结”,现代人亦在花期中寻回情感本真。无论数据或案例,都指向同一个结论——五月丁香情网的缴合,是时代赋予的温情礼物,让每段爱情在芬芳中生根发芽。