Китайські дослідники з Далянського інституту хімічної фізики (DICP) успішно зібрали перший прототип гідрид-іонного акумулятора, який перезаряджається. 

Завдяки надзвичайно малій вазі та високому окислювально-відновлюваному потенціалу гідрид-іони розглядаються як перспективні носії електричних зарядів для електрохімічних пристроїв наступних поколінь. Однак прогрес обмежує нездатність електролітів подібного типу забезпечити поєднання високої іонної провідності з термічною стабільністю та сумісністю з електродами.

Китайські дослідники представили новий тип твердотілого гідрид-іонного електроліту “ядро-оболонка”. Вони синтезували новий композитний гідрид з серцевиною та оболонкою 3CeH₃ @BaH₂, у якому тонка оболонка з BaH₂ (гідриду барію) вміщує CeH₃ (тригідрид церію). Структура використовує високу провідність гідрид-іонів CeH₃ та стабільність BaH₂, забезпечуючи високу провідність гідрид-іонів за кімнатної температури та високу термічну та електрохімічну стабільність. 

Дослідники також створили прототип твердотілого гідрид-іонного акумулятора CeH₂|3CeH₃@BaH₂|NaAlH4, використовуючи NaAlH4 (аланат натрію), який широко використовується для зберігання водню, як активний компонент катода. Позитивний електрод акумулятора забезпечував початкову розрядну ємність 984 мА·г/г за кімнатної температури та зберігав 402 мА·г/г після 20 циклів. 

У багатошаровій конфігурації робоча напруга досягала 1,9 В, живлячи жовту світлодіодну лампу. Використовуючи водень у якості носія заряду, ця технологія запобігала утворенню дендритів, забезпечуючи безпечне та ефективне зберігання енергії. Завдяки регульованим властивостям матеріалів на основі гідридів, гідрид-іонні акумулятори мають величезний потенціал для екологічно чистого зберігання та перетворення енергії.

За температури вище 60°C матеріал стає суперіонним провідником, що ще більше підвищує його експлуатаційні характеристики. Однак масштабування даної технології досі стикається із певними труднощами. Для повноцінної реалізації необхідно розібратись із вартістю виробництва, доступністю матеріалів та сумісністю з наявними системами. 

Результати дослідження опубліковані у журналі Nature

Джерело: SciTechDaily