中國儲能網(wǎng)訊:日本東京科學大學團隊發(fā)布的一項研究顯示,他們研發(fā)出一種高性能固體電解質,能在90攝氏度下可逆吸收和釋放大容量的氫,為鎂基氫儲存技術實用化提供了可能。
鎂因成本低、理論氫儲量大被視為理想的氫儲存體,但其吸放氫反應必須在300攝氏度以上進行,限制了實際應用。此前已有研究利用氫陰離子導電性在接近室溫的狀態(tài)下取得較高離子導電率,但大多材料要么電化學穩(wěn)定性不足,要么導電性不理想,缺乏實用前景。
為突破這一瓶頸,研究團隊將目光投向多種金屬氫化物的組合,選用氫化鋇、氫化鈣和氫化鈉三種體積、價數(shù)不同的金屬氫化物,經(jīng)過大量實驗篩選出最佳配比。所得混合物在晶體結構上類似已知超離子導體,在25攝氏度時即展現(xiàn)出極高的氫陰離子導電性。更重要的是,該材料在相當寬的電位范圍內不被分解、保持穩(wěn)定,這是此前所有氫陰離子導體所不具備的。
基于該固體電解質,研究人員構建了以金屬鎂和氫氣為電極活性物質的鎂-氫電池。實驗表明,在90攝氏度條件下,電池每克可實現(xiàn)2030毫安時的可逆氫氣吸放容量,幾乎達到了鎂的理論儲氫上限。
研究人員指出,安全高效的氫儲存技術是實現(xiàn)氫能社會的關鍵。該成果有望在可再生能源儲能、燃料電池汽車供氫等多個領域發(fā)揮重要作用,為氫能商業(yè)化提供新的技術路徑。相關論文已發(fā)表在美國《科學》雜志上。