重大突破！全球首例“气固电池”问世，实现常温常压高效储氢

储氢，一直是氢能产业的“阿喀琉斯之踵”。高压气瓶笨重危险，低温液氢成本高昂。能源“不可能三角”，氢能就占了俩。为破局氢能应用，全球的科学家在努力寻找一种让储氢能像存电一样方便的办法。

据新华社、人民网等权威媒体报道，近日，中国科学院大连化学物理研究所（简称“大连化物所”）陈萍研究员团队在新型氢负离子电池的研发和功能开拓上取得重要进展。团队构建了全球首例以氢气和金属为电极的气-固氢负离子原型电池（以下简称“气固电池”）。

中国科学院大连化物所 供图

该电池充氢放电、充电放氢，以“氢电共储”的方式，为常温、常压、高效的储氢提供了原型验证。相关成果于北京时间5月13日发表在《焦耳》（Joule）上。

储氢困局

氢能，被誉为21世纪的终极能源。它燃烧只产生水，能量密度是汽油的三倍。但半个多世纪以来，一个核心难题始终横亘在产业化道路上：储运。

传统储氢只有两条路：要么用700个大气压的高压把氢气硬塞进特制气瓶，要么在零下253摄氏度的极低温下将其液化。前者设备笨重、安全隐患大；后者能耗惊人，成本高昂。

氢能产业因此陷入尴尬：上游制氢技术突飞猛进，下游燃料电池汽车蓄势待发，偏偏中间的储运环节成了“肠梗阻”。

有没有第三条路？科学家把目光投向了一个特殊角色：氢负离子。

普通氢原子由一个质子和一个电子组成。氢负离子则多了一个电子，成为“富电子”态。这个小小的变化，带来了革命性的可能。

氢负离子作为载流子，兼具高反应性和高能量密度，被认为是下一代全固态电池的关键路径之一。但问题在于，氢负离子在自然条件下极不稳定，就像一匹难以驯服的野马，科研人员很难让它乖乖参与电化学储能。

“气固电池”问世

从2018年开始，中国科学院大连化学物理研究所的陈萍研究员团队，就盯上了这匹“野马”。

驯服氢负离子，需要解决两个核心问题：如何让它稳定传导？如何构建基于它的电池系统？

2023年，团队取得关键突破——他们构建出新型氢负离子电解质材料，首次实现了氢负离子在低温条件下的稳定传导。

2025年，首例全固态氢负离子原型电池问世。但这还不够。陈萍团队提出了更大胆的构想：“气-固氢负离子电池”。

2026年5月13日，这项研究成果登上国际顶级期刊《焦耳》（Joule）。团队构建了全球首例以氢气和金属为电极的气-固氢负离子原型电池。

它的工作原理堪称精妙：

正极是氢气，负极是金属镁。放电时，氢气在正极被还原为氢负离子，金属镁在负极被氧化为阳离子，形成金属氢化物；充电时，过程逆转，两极分别释放氢气分子和再生金属。

简单说，就是“充氢放电、充电放氢”，实现了电化学储能与氢气储放的同步进行。

实验室数据令人振奋：

初始放电容量高达1526毫安时/克

施加0.3伏电压，室温下可释放重量比约6.0%的氢气

循环60次后容量保持率超过70%

工作温度范围宽达-20°C至90°C

最核心的指标是能量利用效率——达到93.9%，比传统热储氢方式提升了三分之一。

陈萍研究员团队还做了个简单而有力的验证：将10个单电池堆叠成串联电池组，输出电压超过2.4伏，成功点亮了LED灯泡。

像充电宝一样存氢气

这项突破的颠覆性在于，它完全摆脱了高压或深冷的极端条件。

想象一下，未来的加氢站可能不再需要庞大的压缩机组和深冷设备，而是像现在的充电桩一样简单。氢燃料电池汽车补充能源，可能就像给手机换充电宝——把“放完电”的气固电池模块取下，换上“充满氢”的新模块。

对于分布式储能，这项技术更具想象空间。风光发电的间歇性问题，可以通过“电-氢-电”的转换来解决：多余的电能用来制氢，氢气存入气固电池，需要时再放电。

当然，从实验室原型到产业化应用，还有很长的路要走。电池的循环寿命、功率密度、成本控制，都是需要进一步优化的指标。

陈萍研究员表示，团队未来将聚力发展更高性能的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。

碳索储能网 https://cn.solarbe.com/news/20260515/50023093.html