近日，中国科学院大连化学物理研究所（以下简称“大连化物所”）团队取得重大技术突破，成功构建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”）。该电池采用“氢电共储”模式，可实现充氢放电、充电放氢，为常温、常压条件下高效储氢提供了切实可行的原型验证，破解氢能利用领域长期存在的核心难题。 据悉，氢负离子是氢的“富电子”态，以其作为载流子，兼具高反应性和高能量的显著特征，被认为是发展下一代全固态电池的关键路径之一。然而，氢负离子在自然条件下极不稳定，这一特性让科学家难以直接将其应用于电化学储能，成为制约相关技术发展的瓶颈。 为突破这一技术瓶颈，大连化物所团队创新设计，利用金属镁和氢气分别作为电池的负极和正极活性物质，成功组装出全球首例可在宽温域工作的气-固氢负离子电池。该电池的核心优势的在于，让氢负离子在为电池提供高能量的同时，与电化学储氢实现巧妙衔接：放电时，氢气在正极被还原为氢负离子，金属在负极被氧化为阳离子并形成金属氢化物；充电时，两极分别释放氢气分子和再生金属，真正实现了边充放电、边储放氢的协同效应。 实验数据显示，该气固电池性能表现优异：充氢状态下，初始放电容量高达1526毫安时/克；当施加0.3伏电压时，可在室温下释放出重量比约6.0%的氢气（以电极中MgH₂计）；电池循环60次后，容量保持率仍超过70%，且在低至-20摄氏度、高达90摄氏度的宽温域范围内均可稳定工作。此外，团队将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LED灯泡，标志着气-固氢负离子原型电池正式问世。能效分析结果进一步表明，该“氢电共储”体系的能量利用效率可达93.9%，较传统热储氢方式提升了三分之一。 这一原创性成果意义重大，为破解横亘氢能利用领域半个多世纪的储氢难题提供了全新技术路线，彻底摆脱了传统储氢所需的高压（700atm）或深冷（-253°C）等极端条件，有望催生新型储氢技术，为氢能产业规模化发展扫清关键障碍。 展望未来，大连化物所团队表示，将持续聚焦核心技术攻关，聚力研发更高性能的氢负离子导体和电极材料，不断提升电池综合性能，形成专属核心技术，加快氢负离子电池的实用化进程，为推动全球氢能产业高质量发展注入新动能。