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在室温下实现全球最高的氢化物离子(H-/氢阴离子)电导率

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摘   要:日本的研究小组制备出含有高浓度氢阴离子(H-)且可将x值控制在0.25以下的氢化镧(LaH3-2xOx),并在室温下实现了全球最高的离子电导率。氢被离子化时,通常变为带正电的质子(H+),但也可以变为带负电的氢化物离子(H-)。这种氢化物离子具有质子所不具备的独特性质,例如高还原能力、可以对酰胺和羧酸进行氢化的化学活性等。本研究中室温下的氢化物离子电导率(~10-3Scm-1)为传统电导率的1000倍以上,与质子固体电解质的电导率相匹敌。利用氢化物离子的高还原能力和化学反应活性,有望将其应用于能够循环利用二氧化碳等的化学合成工艺以及具有高能量密度的新一代电化学装置。

关键字:氢化物离子、离子电导率、氢化镧、燃料电池、电解质

 

助力材料生产工艺创新和燃料电池开发,实现低碳社会

 

 

 要点
  • 使用氢化镧(LaH3-2xOx)制备出在常温下表现出全球最高电导率(传统电导率的1000倍以上)的氢化物离子(H-/氢阴离子)导体

  • 实现与高速质子(H+)导体相匹敌的常温电导率(~10-3Scm-1

  • 通过计算阐明易于移动的H-和难以移动的H-的存在

 

 

研究背景

 

近年来,氢作为不排放二氧化碳的清洁能源载体备受关注。

 

氢被离子化时,通常会失去电子变为带正电的阳离子,即质子(H+)。使用这种质子的燃料电池和水电解等电化学工艺被视为脱碳社会中支持氢制造和利用的关键技术,目前正在积极进行研究和开发。

 

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