Forscher entwickeln den ersten Prototyp einer Hydrid-Ionen-Batterie

Immenses Potenzial für die Speicherung und Umwandlung sauberer Energie

19.09.2025

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Hydridionen (H-) mit ihrer geringen Masse und ihrem hohen Redoxpotential gelten als vielversprechende Ladungsträger für elektrochemische Geräte der nächsten Generation. Der Mangel an effizienten Elektrolyten mit schneller Hydridionen-Leitfähigkeit, thermischer Stabilität und Elektrodenkompatibilität hat jedoch ihre praktische Anwendung behindert.

In einer in Nature veröffentlichten Studie entwickelte die Gruppe von Prof. CHEN Ping vom Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) einen neuartigen Kern-Schale-Hydrid-Ionen-Elektrolyten und konstruierte den ersten wiederaufladbaren Hydrid-Ionen-Prototyp.

Unter Verwendung eines von Heteroübergängen inspirierten Designs synthetisierten die Forscher ein neuartiges Kern-Schale-Verbundhydrid, _3CeH3@BaH2, bei dem eine dünne _BaH2-Schale _CeH3 einkapselt. Diese Struktur nutzt die hohe Hydridionenleitfähigkeit von _CeH3 und die Stabilität von _BaH2 und ermöglicht eine schnelle Hydridionenleitung bei Raumtemperatur sowie eine hohe thermische und elektrochemische Stabilität.

Darüber hinaus konstruierten die Forscher einen Prototyp einer _{CeH2|3CeH3@BaH2|NaAlH4-Festkörper-Hydridionen-Batterie} unter Verwendung von _NaAlH4, einem klassischen Wasserstoffspeichermaterial, als aktive Kathodenkomponente. Die positive Elektrode der Batterie lieferte bei Raumtemperatur eine anfängliche Entladekapazität von 984 mAh/g und behielt nach 20 Zyklen 402 mAh/g.

In einer gestapelten Konfiguration erreichte die Betriebsspannung 1,9 V und versorgte eine gelbe Leuchtdiodenlampe, was ein überzeugendes Beispiel für praktische Anwendungen ist.

Durch die Verwendung von Wasserstoff als Ladungsträger konnte bei dieser Technologie die Bildung von Dendriten vermieden werden, wodurch der Weg für eine sichere, effiziente und nachhaltige Energiespeicherung geebnet wurde. Aufgrund der einstellbaren Eigenschaften von Materialien auf Hydridbasis bieten Hydrid-Ionen-Batterien ein immenses Potenzial für die Speicherung und Umwandlung sauberer Energie.

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