即日，中国科学手艺大学（下称“中国科大”）化学与质料科学学院教育陈维课题组正在电池筹议范畴连发两项收效。

　　此中一项为初次报道氢气电极动作正极的电池化学新系统，为基于氢气正极策画高职能电池供给了一种新途径。该项筹议颁发正在国际期刊《德国行使化学》（Angew. Chem. Int. Ed）上，题为“Rechargeable lithium-hydrogen gas batteries”。

　　筹议团队呈现，氢气（H2）动作最具远景且经济高效的可再生资源之一，依靠其相宜的氧化还原电位、低过电位以及长远安稳性，可正在与高活性电催化剂勾结时，成为一种极具吸引力的电池电极质料。

　　现实上，自20世纪60年代此后，可充电的镍-氢气（Ni-H）电池化学因其高安稳性、牢靠性和耐久性，已被NASA得胜行使于航空航天范畴高出30年。

　　近年来，陈维等人聚焦于氢气电池，造造了分歧类型的氢气电池系统，网罗进步的镍-氢气电池、卤素-氢气电池、质子-氢气电池以及碳-氢气电池等，并正在大范畴储能中揭示出庞杂潜力。

　　上述这些系统均将氢气电极用作负极。正在这项最新的筹议收效中，筹议团队则提出，氢气的优异氧化还原性格不但使其可动作负极，还可动作极具潜力的正极，与低电位负极配对。基于氢气正极的电池正在与碱金属负极勾结时，可揭示出更高的能量密度和事务电压。此中，锂金属负极正在高电压和高能量密度的氢气电池行使中拥有庞杂潜力。

　　最新收效初次报道了一种可充电锂金属-氢气（Li-H）电池，该电池诈骗了最轻的两种元素Li和H。筹议显示，H2正极的优异性格使该电池揭示出极具吸引力的电化学职能，网罗高达2825 Wh kg-1的表面比能量、3 V的放电电压、99.7%的轮回能量作用、5-20 mAh cm-2的可逆面貌量、-20℃至80 ℃的宽事务温区及活性质料的高诈骗率。

　　别的，筹议团队还进一步修建了一种无负极Li-H电池，正在初次充电时从低本钱的锂盐中重积锂金属天生负极，进一步擢升了电池的现实能量密度和经济实用性。

　　同样正在即日，陈维课题组的另一项筹议收效颁发正在国际期刊《天然-可连续发扬》（Nature Sustainability）上，题为“Electrochemical lithium recycling from spent batteries with electricity generation”。初次提出了一种基于电化学道理的绿色可连续毁灭物接受打点政策，或许同时告竣废旧锂离子电池正极质料中的锂资源接受和工业尾气中的氮氧化物污染物的逮捕和转化。

　　筹议团队精巧策画了一种无能量消费的接受步骤，诈骗尾气中二氧化氮的电化学还原电位与废旧电池正极质料的电化学氧化电位差，不但得胜接受了废旧电池正极质料中的锂资源，还将二氧化氮转化为高价格的硝酸锂盐。

　　与此同时，这一进程还能告竣大宗的能量输出，为锂接受与污染物处置供给了一种高效、环保且拥有经济价格的全新治理计划。

　　详细而言，锂离子将自觉地从废旧锂电池正极质料中脱出进入电解液中，而另一侧的二氧化氮则会被还原为亚硝酸根，两者勾结变成的亚硝酸锂为直接的电化学响应产品，同时发作约莫0.4 V的输出电压。电化学响应产品亚硝酸锂则会被氛围中的氧气进一步氧化成为尤其安稳的硝酸锂产品。

　　筹议团队还剖释了上述接受政策与古板接受政策正在经济和环保等方面的优劣势。针对电池接受工艺中各个首要接受程序的能耗、二氧化碳排放以及本钱收益举行体例性的核算后显示，他们所提出的接受工艺正在能耗和二氧化碳排放量上远远低于目前主流的接受政策，解说该政策正在绿色可连续经济上拥有绝对的当先上风。对本钱收益计划结果剖释，解说该政策也是优于其它四种古板接受政策。

　　陈维系中国科学手艺大学行使化学系特任教育、博士生导师，合肥微标准物质科学国度筹议中央教育。值得一提的是，其于2014-2018年时代正在斯坦福大学从事博士后筹议事务，导师为美国国度科学院院士，宇宙闻名的质料和能源科学家崔屹教育。

　　陈维于2019年7月入职中国科学手艺大学，专心于大范畴储能电池、电催化等筹议。官网显示，其首要筹议目标为氢气二次电池的开垦与行使、新型水系离子储能电池、电催化剂的微观调控与机理找寻。