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我科学家在室温下实现超快氢负离子传导

科技日报记者陆成宽

我国科学家在室温下实现超快氢负离子传导！中科院大连化学物理研究所陈萍研究员、曹湖军副研究员团队提出了一种全新的材料设计研发策略，通过机械化学方法，在稀土氢化物——氢化镧晶格中故意制造大量的缺陷和纳米微晶，研发出首个室温环境下超快氢负离子导体。相关研究成果4月5日发表于《自然》杂志。

在某些条件下，一些材料经历有序—无序相变，而转变为具有高离子电导率和低迁移能垒的超离子态。在这种状态下，离子会像在液体中一样快速地穿过材料的刚性晶体结构。

这种现象有利于化学能量的转换，因为它允许离子在没有液体或软膜分离电极的情况下移动。然而，很少有固态材料能在室温环境条件下达到这种状态。

“在室温环境下表现出超离子传导的氢负离子导体材料，将为构建全新的全固态氢化物电池、燃料电池和电化学转化池提供巨大的机遇。”陈萍介绍。

大连化物所供图

氢负离子具有强还原性和高氧化还原电势，已经成为研究者们关注的重点。“近年来，科学家已经开发了几种氢负离子导体，比如碱土金属氢化物和稀土金属氧氢化物，它们以能够实现快速氢迁移而闻名。”陈萍说，然而它们都不能在室温环境下实现超离子传导。

此次，研究人员创新地采用机械球磨制备方法，通过撞击和剪切力，造成氢化镧晶格的畸变，形成了大量的纳米微晶和缺陷。这些晶格缺陷可以显著抑制氢化镧的电子传导，使其电子电导率相比结晶良好的氢化镧下降5个数量级以上。

更重要的是，材料结晶度的改变对氢负离子传导的干扰并不显著，可以在“震”住电子转移的同时，仍旧“维持”氢负离子的快速传输，最终获得了优异的氢负离子传导特性。

在以往的研究中，氢负离子导体只能在300℃左右实现超快传导。而这项研究在-40℃至80℃的温和条件下实现了超快离子传导。 同时，研究人员还首次实现了室温全固态氢负离子电池的放电， 证实了这种全新电池的可行性。

谈起超快氢负离子导体与超导体的区别，陈萍介绍，超导是零电阻传递电子的导体，而超快氢负离子导体传递的是氢负离子。

“许多已知的氢化物材料都是离子—电子混合导体。”陈萍说，我们建立的这种材料工程策略具有一定的普适性，有望为氢负离子导体的研发打开局面。《自然》审稿人评价，该工作展示了一种非常有趣且新颖的研究方法。

编辑：宋慈

审核：朱丽

罗伯特·博世有限公司取得逆变器以及电动车辆专利，能将电子元器件的热量迅速传导出去降温

金融界2024年9月28日消息，国家知识产权局信息显示，罗伯特·博世有限公司取得一项名为“逆变器以及电动车辆”的专利，授权公告号CN 221767862 U，申请日期为 2023 年 12 月。

专利摘要显示，本申请涉及一种逆变器以及电动车辆。所述逆变器包括：筒体，端盖，其通过可拆卸的方式固定在所述筒体上；以及散热板，其与所述端盖的一侧固定连接并且位于所述筒体内部，其中，所述散热板的上表面用于安装功率板与控制板中的一者，而所述散热板的下表面用于安装功率板与控制板中的另一者，其中，所述功率板与所述控制板保持电连接，其中，所述散热板设置有用于对所述功率板与所述控制板上的电子元器件进行降温的散热结构。本申请的逆变器与散热结构集成在一起，能够将控制板以及功率板上的电子元器件的热量迅速地传导出去，从而起到冷却降温的目的。

本文源自金融界