中国科学技术大学（USTC）的一项突破性研究，正引领电池供电系统迈向更加安全与可持续的未来。这项创新不仅有望重塑可再生电网储能领域，还可能为电动汽车行业带来革命性的变化。
研究的核心在于一种全新的化学电池系统，它摒弃了传统的锂衍生物阳极，转而采用氢气作为阳极材料。这一发现已被发表在《Angewandte Chemie International Edition》上，引起了广泛关注。
氢气（H2）作为一种稳定且经济的可再生能源载体，近年来因其卓越的电化学性能而备受瞩目。然而，现有的氢基电池大多将氢气用作阴极，这严重限制了它们的电压范围和能量存储容量。USTC的研究团队则另辟蹊径，通过采用氢气作为阳极，成功突破了这一瓶颈。
研究团队精心设计的原型电池系统——Li-H电池，不仅实现了高效的锂离子传输，还最大限度地减少了不必要的化学相互作用。该系统由锂金属阳极、铂涂层气体扩散层作为氢阴极，以及固体电解质（Li1.3Al0.3Ti1.7（PO4）3，简称LATP）组成。经过严格测试，Li-H电池展现出了惊人的理论能量密度，高达每公斤2825瓦时（Wh/kg），且稳定工作电压约为3伏。
更令人瞩目的是，该电池在充放电循环过程中表现出了卓越的往返效率（RTE），达到了99.7%的惊人水平。这意味着能量消耗极小，具有显著的长期运行稳定性。为了进一步提升成本效益和安全性，研究团队还开发了一种无阳极锂氢电池变体，该变体在充电过程中有利于锂盐的锂沉积，从而消除了对预安装锂金属的需求。
这一改进版本不仅保留了Li-H电池的所有优点，还带来了额外的好处。它实现了高效的锂电镀和剥离，库仑效率（CE）高达98.5%。该电池即使在低氢浓度下也能稳定运行，从而减轻了对高压氢气储存的依赖。为了深入了解锂离子和氢离子在电池电解质中的移动机制，研究团队还进行了密度泛函理论（DFT）等计算建模。
USTC的这一创新成果为先进的能源存储解决方案提供了新的机遇。Li-H电池不仅能量密度和效率远超普通镍氢电池，还展现出了成为下一代电力存储系统有力候选者的潜力。在电气化趋势日益明显的今天，这一发现正引领我们朝着脱碳方向迈进。
无阳极版本的Li-H电池已被证明是有效的，为更经济和可扩展的氢基电池开辟了一条新途径。这一研究不仅有望改变可再生能源系统和远程电力运输的性能和效率，还可能对下一代航空领域产生深远影响。
USTC的研究团队通过这一突破性成果，为未来探索锂氢电池技术应用奠定了坚实基础。他们的创新不仅让我们看到了电池技术的无限可能，更为推动全球能源转型和实现可持续发展目标贡献了重要力量。
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