深度观察网2026年05月14日 08:37消息，我国科研团队研发出全球首例气-固氢负离子电池，有望破解储氢难题。
5月14日消息，中国科学院大连化物所昨日宣布，陈萍研究员团队在新型氢负离子电池的研发与功能拓展方面取得重要突破。该团队成功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。 这一成果标志着我国在氢能储能技术领域迈出了关键一步。氢负离子电池作为一种新型储能系统，具有能量密度高、安全性好等潜在优势，未来有望在新能源汽车、可再生能源存储等领域发挥重要作用。此次突破不仅展现了我国科研团队在前沿科技领域的创新能力，也为推动绿色能源发展提供了新的方向。
该电池通过充氢与放电、充电与放氢的方式，实现了“氢电共储”，为在常温、常压下实现高效储氢提供了原型验证。相关研究成果于北京时间5月13日发表在《焦耳》（Joule）期刊上。
注：氢（H）是所有原子中结构最简单的，由一个质子和一个电子构成。当氢原子再获得一个电子后，会形成带负电的离子，即氢负离子（H⁻）。氢负离子在高温化学反应、星际物质演化以及氢能源技术（如氢储存、氢负离子电池）等领域中发挥着重要作用。
据介绍，氢负离子是氢的一种“富电子”形式。以氢负离子作为载流子，具有较高的反应活性和能量特性，是推动下一代全固态电池发展的重要方向之一。然而，氢负离子在自然条件下非常不稳定，科学家难以直接将其用于电化学储能过程。
陈萍团队自2018年起便开始聚焦氢负离子传导领域的研究，经过数年努力，于2023年成功构建出一种新型氢负离子电解质材料，实现了氢负离子在低温条件下的稳定传导。此后，团队在2025年进一步突破，研发出首例全固态氢负离子原型电池。基于这一系列研究成果，团队又提出了“气-固氢负离子电池”的创新构想，为未来氢能技术的发展提供了新的方向。 从技术演进的脉络来看，陈萍团队的研究路径清晰且具有前瞻性。氢负离子作为储能介质，在能量密度和安全性方面展现出独特优势，而其在低温下的稳定传导一直是技术瓶颈。此次突破不仅标志着我国在氢能材料领域取得重要进展，也为下一代清洁能源电池的研发奠定了基础。同时，“气-固氢负离子电池”的提出，更体现了科研人员对能源系统多样化的深入思考，具有重要的战略意义。
团队采用金属镁作为负极、氢气作为正极活性物质，成功研制出首例可在宽温域正常工作的气-固氢负离子电池。该电池在提供高能量密度的同时，巧妙地将氢负离子的传输与电化学储氢相结合：放电过程中，氢气在正极被还原为氢负离子，而金属在负极被氧化生成金属氢化物；充电时，两极分别释放氢气分子和再生金属，实现了边充放电、边储氢的高效循环。 这项技术突破为未来氢能存储与利用提供了全新思路，尤其在极端温度环境下展现出良好的适应性。它不仅提升了电池的能量密度，还通过氢负离子的传输机制，优化了能源转换效率，具有广阔的工程应用前景。随着氢能产业的不断发展，这类创新电池或将推动清洁能源技术迈向新的高度。
实验结果显示，该电池在充氢过程中表现出优异的性能，初始放电容量达到1526毫安时/克；当施加0.3伏电压时，可在常温下释放出约6.0%重量比的氢气（以电极中的MgH2计算）；经过60次循环后，其容量保持率仍超过70%，并且该电池在-20℃至90℃的宽温度范围内均能稳定运行。
团队进一步将10个单电池串联，组成电池组，输出电压超过2.4伏，成功点亮LED灯泡，标志着气-固氢负离子原型电池的正式问世。能效分析结果显示，该“氢电共储”体系的能量利用效率高达93.9%，相较传统热储氢方式提升了三分之一，展现出显著的技术优势。 这一进展不仅体现了氢能源存储技术的突破，也展示了在实际应用中更高的能量转化效率。随着氢能产业的发展，这种高效、稳定的储能方式或将为未来清洁能源系统提供重要支撑，推动氢能在交通、电力等多个领域的广泛应用。
这一原创性成果为解决困扰氢能应用领域半个多世纪的核心技术问题——储氢，提供了全新的解决方案，突破了传统储氢方式对高压（700atm）或深冷（-253°C）等极端条件的依赖，有望推动新型储氢技术的发展。
相关研究成果以“A gas-solid hydride ion battery and a hydrogen-electricity co-storage system”为题发表在《焦耳》上。该工作的第一作者为 DNL1901 组群博士研究生王上上。上述工作得到了辽宁省科技重大专项、国家自然科学基金、辽宁滨海实验室、该所创新基金等项目的支持。
附论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.joule.2026.102475
