Ricercatore sviluppa il primo prototipo di batteria agli ioni di idruro
Immenso potenziale per l'accumulo e la conversione di energia pulita
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Gli ioni idruro (H-), con la loro bassa massa e l'elevato potenziale redox, sono considerati portatori di carica promettenti per i dispositivi elettrochimici di prossima generazione. Tuttavia, la mancanza di un elettrolita efficiente con una rapida conduttività degli ioni idruro, stabilità termica e compatibilità con gli elettrodi ha ostacolato le loro applicazioni pratiche.
Schema del primo prototipo di batteria agli ioni di idruro
DICP
In uno studio pubblicato su Nature, il gruppo del Prof. CHEN Ping dell'Istituto di Fisica Chimica di Dalian (DICP) dell'Accademia Cinese delle Scienze (CAS) ha sviluppato un nuovo elettrolita core-shell a ioni idruro e ha costruito il primo prototipo di batteria ricaricabile a ioni idruro.
Utilizzando un progetto ispirato all'eterogiunzione, i ricercatori hanno sintetizzato un nuovo idruro composito core-shell, 3CeH3@BaH2, in cui un sottile guscio di BaH2 incapsula CeH3. Questa struttura sfrutta l'elevata conducibilità degli ioni idruro del CeH3 e la stabilità del BaH2, consentendo una rapida conduzione degli ioni idruro a temperatura ambiente e un'elevata stabilità termica ed elettrochimica.
Inoltre, i ricercatori hanno costruito un prototipo di batteria agli ioni idruro completamente allo stato solido CeH2|3CeH3@BaH2|NaAlH4 utilizzando NaAlH4, un classico materiale per l'accumulo di idrogeno, come componente attivo del catodo. L'elettrodo positivo della batteria ha fornito una capacità di scarica iniziale di 984 mAh/g a temperatura ambiente e ha mantenuto 402 mAh/g dopo 20 cicli.
In una configurazione impilata, la tensione operativa ha raggiunto 1,9 V, alimentando una lampada a diodi luminosi gialli, un esempio convincente per le applicazioni pratiche.
Adottando l'idrogeno come vettore di carica, questa tecnologia ha evitato la formazione di dendriti, aprendo la strada a un accumulo di energia sicuro, efficiente e sostenibile. Grazie alle proprietà regolabili dei materiali basati sugli idruri, le batterie agli ioni di idruro hanno un potenziale immenso per l'accumulo e la conversione di energia pulita.
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Pubblicazione originale
Cui, J., Zou, R., Zhang, W. et al. A room temperature rechargeable all-solid-state hydride ion battery. Nature (2025)
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