日本研发出高效吸收释放氢的新型固体电解质

日本东京科学大学团队发布的一项研究显示，他们研发出一种高性能固体电解质，能在90摄氏度下可逆吸收和释放大容量的氢，为镁基氢储存技术实用化提供了可能。

  镁因成本低、理论氢储量大被视为理想的氢储存体，但其吸放氢反应必须在300摄氏度以上进行，限制了实际应用。此前已有研究利用氢阴离子导电性在接近室温的状态下取得较高离子导电率，但大多材料要么电化学稳定性不足，要么导电性不理想，缺乏实用前景。

  为突破这一瓶颈，研究团队将目光投向多种金属氢化物的组合，选用氢化钡、氢化钙和氢化钠三种体积、价数不同的金属氢化物，经过大量实验筛选出最佳配比。所得混合物在晶体结构上类似已知超离子导体，在25摄氏度时即展现出极高的氢阴离子导电性。更重要的是，该材料在相当宽的电位范围内不被分解、保持稳定，这是此前所有氢阴离子导体所不具备的。

  基于该固体电解质，研究人员构建了以金属镁和氢气为电极活性物质的镁-氢电池。实验表明，在90摄氏度条件下，电池每克可实现2030毫安时的可逆氢气吸放容量，几乎达到了镁的理论储氢上限。

  研究人员指出，安全高效的氢储存技术是实现氢能社会的关键。该成果有望在可再生能源储能、燃料电池汽车供氢等多个领域发挥重要作用，为氢能商业化提供新的技术路径。相关论文已发表在美国《科学》杂志上。