我国科学家开发首例温和条件下超快氢负离子导体

新华社北京4月6日电(记者张泉、国科王莹)氢负离子导体在氢负离子电池、学家下超燃料电池、开发快氢电化学转化池等领域具有广阔应用前景，首例未来有望引领一系列能源技术革新。温和我国科学家日前通过机械化学方法，条件在氢化镧晶格中引入大量的负离缺陷和晶界，开发了首例温和条件下超快氢负离子导体。导体

记者从中国科学院获悉，国科该研究由中科院大连化物所陈萍研究员、学家下超曹湖军副研究员团队完成，开发快氢相关成果5日在国际学术期刊《自然》发表。首例

氢负离子和电子在晶格畸变氢化镧中传导示意图。温和(中科院大连化物所供图)

氢负离子是条件一种具有很大开发潜力的氢载体和能量载体，氢负离子导体是负离在一定条件下具有优异氢负离子传导能力的材料。此领域研究面临材料体系少、操作温度高等问题，是洁净能源领域的前沿课题。

“优质氢负离子导体需要两种特性‘兼得’，即具备优异氢负离子传导能力的同时具备极低的电子电导。”陈萍介绍，早在20世纪，氢化镧就被发现具有快速的氢迁移能力，但电子电导很高。近年来，科研人员往氢化镧晶格中引入氧以抑制其电子传导，但氧的引入也同时显著阻碍了氢负离子的传导。

陈萍、曹湖军团队创新地采用机械球磨法，通过撞击和剪切力，造成氢化镧晶格的畸变，形成了大量纳米微晶和晶格缺陷。这些畸变可以显著抑制电子传导，使电子电导率相比结晶态良好的氢化镧下降5个数量级以上，同时对氢负离子传导的干扰并不显著，从而获得了优异的氢负离子传导特性。

氢负离子导体潜在的应用场景。(中科院大连化物所供图)

更为重要的是，此项研究实现了氢负离子在温和条件下(零下40摄氏度至80摄氏度)的超快传导。此前的研究中，氢负离子导体只能在300摄氏度左右实现超快传导。此外，团队还首次实现了室温全固态氢负离子电池的放电。

“许多已知的氢化物材料都是离子—电子混合导体，团队建立的这种材料工程策略具有一定的普适性，有望助力氢负离子导体研究取得更多突破。”陈萍说。