科学家研发出超快超低温氢气-质子电池

中国科学技术大学陈维团队开发出了一种超快超低温氢气-质子电池。相关研究成果发表在2021年11月21日出版的《美国化学会杂志》。

水性质子电池以其离子半径小、重量轻等独特优点被认为是下一代网格存储最有前景的能源技术之一。水性质子电池的各种材料已经被开发出来；然而，它们的全电池显示出不理想的电化学性能，速率能力和循环稳定性有限。

该文介绍了一种新型的水性质子全电池，其在浓磷酸电解液中由氢气阳极和普鲁士蓝模拟阴极驱动，具有显著的倍率性能、循环稳定性和超低温性能。其操作包括阳极上的析氢/氧化-氧化还原反应和阴极上的H+插入/提取反应，同时在两个电极之间仅进行H+的理想转移。制造的水性氢气-质子电池具有前所未有的高达960℃的充放电能力，功率密度高达36.5 kW kg–1，超长循环寿命超过35万次。此外，该氢气-质子电池能够在80°C的超低温下正常工作，其室温容量为54%，在60°C下稳定工作，循环寿命为1150次。

研究工作为在极端条件下建造高性能水性质子电池提供了新的机会，用于大规模储能。