我国研发出首个室温超快氢负离子导体

日期： 2023-04-06

浏览次数: 1

来源：科技日报

科技日报北京4月5日电 (记者陆成宽)我国科学家在室温下实现超快氢负离子传导！中科院大连化学物理研究所陈萍研究员、曹湖军副研究员团队提出了一种全新的材料设计研发策略，通过机械化学方法，在稀土氢化物——氢化镧晶格中故意制造大量的缺陷和纳米微晶，研发出首个室温环境下超快氢负离子导体。相关研究成果4月5日发表于《自然》杂志。

在某些条件下，一些材料经历有序—无序相变，而转变为具有高离子电导率和低迁移能垒的超离子态。在这种状态下，离子会像在液体中一样快速地穿过材料的刚性晶体结构。

这种现象有利于化学能量的转换，因为它允许离子在没有液体或软膜分离电极的情况下移动。然而，很少有固态材料能在室温环境条件下达到这种状态。

“在室温环境下表现出超离子传导的氢负离子导体材料，将为构建全新的全固态氢化物电池、燃料电池和电化学转化池提供巨大的机遇。”陈萍介绍。

氢负离子具有强还原性和高氧化还原电势，已经成为研究者们关注的重点。“近年来，科学家已经开发了几种氢负离子导体，比如碱土金属氢化物和稀土金属氧氢化物，它们以能够实现快速氢迁移而闻名。”陈萍说，然而它们都不能在室温环境下实现超离子传导。

此次，研究人员创新地采用机械球磨制备方法，通过撞击和剪切力，造成氢化镧晶格的畸变，形成了大量的纳米微晶和缺陷。这些晶格缺陷可以显著抑制氢化镧的电子传导，使其电子电导率相比结晶良好的氢化镧下降5个数量级以上。

更重要的是，材料结晶度的改变对氢负离子传导的干扰并不显著，可以在“震”住电子转移的同时，仍旧“维持”氢负离子的快速传输，最终获得了优异的氢负离子传导特性。

在以往的研究中，氢负离子导体只能在300℃左右实现超快传导。而这项研究在-40℃至80℃的温和条件下实现了超快离子传导。同时，研究人员还首次实现了室温全固态氢负离子电池的放电，证实了这种全新电池的可行性。

谈起超快氢负离子导体与超导体的区别，陈萍介绍，超导是零电阻传递电子的导体，而超快氢负离子导体传递的是氢负离子。

“许多已知的氢化物材料都是离子—电子混合导体。”陈萍说，我们建立的这种材料工程策略具有一定的普适性，有望为氢负离子导体的研发打开局面。《自然》审稿人评价，该工作展示了一种非常有趣且新颖的研究方法。

上一篇：上海市稀土协会成立十周年庆祝大会暨第三届第三次会员大会会议通知下一篇：管理科学与工程学会能源环境管理分会年会召开

Hot News / 相关推荐

22个稀土项目为包头打造“稀土之都”蓄势赋能

2023 - 06 - 07

点击次数: 3

来源：中国有色金属报今年以来，内蒙古包头稀土高新区紧紧围绕包头市“两都”发展目标，坚持“两新”导向，强化增量意识，找准企业投资的兴奋点、共振点和对接点，全力深入开展稀土招商引资工作，精准招引一批牵引性项目和龙头企业，形成“策划储备一批、签约落地一批、开工建设一批、投产见效一批”的项目梯次推进、滚动发展格局。随着包头稀土高新区招商引资工作的持续发力，日前，内蒙古北方稀土磁性材料有限责任...

AMR科普视频系列: 稀土纳米探针助力疾病检测

2023 - 06 - 06

点击次数: 4

以下文章来源于AMR材料研究述评，作者AMR本期视频聚焦“稀土纳米探针助力疾病检测”，根据中国科学院福建物质结构研究所陈学元研究员团队的AMR述评文章“Lanthanide-Doped Inorganic Nanoprobes for Luminescent Assays of Biomarkers”制作。欢迎观看！点击下方阅读原文↓↓↓↓↓↓↓阅读原文

协会隆重召开成立十周年庆祝大会

2023 - 06 - 05

点击次数: 29

2023年6月3日下午，上海市稀土协会在青松城大酒店隆重召开成立十周年庆祝大会暨第三届第三次会员大会，会议主题：依“稀”十载创伟业，踔厉奋发展宏“土”。上海市经济和信息化委员会副主任阮力、上海市经济团体联合会、上海市工业经济联合会党委书记、会长管维镛、上海市宏观经济学会会长王思政、中国稀土行业协会副会长兼秘书长杨文浩、上海市经济和信息化委员会综合规划处调研员赵广君、上海市民政局社团管理处副处长姜琦...

协会大健康专业委员会召开专题会议

2023 - 06 - 05

点击次数: 26

2023年6月4日，上海市稀土协会成立十周年庆祝活动第二天，协会大健康专业委员会在青松城大酒店华山厅召开自然疗愈平衡养生专题会议，本次会议由张修江会长特别邀请了寸道老师来亲授善巧方便养生法以及平衡养生之道，二十多位会员和嘉宾出席。会上，寸道老师通过对现场人员的健康问题逐一进行解答，打破人们对健康的传统认知，分享身体健康的四大根本、十二时辰养生之道以及夏季养生的秘诀，并亲自为大家演示相关锻炼方法。参...