科研团队 后排从左至右依次：陈萍、 曹湖军；前排从左至右依次：王上上、崔继荣、张炜进 （受访者张炜进提供图片）

出品｜搜狐科技

作者｜郑松毅

(相关资料图)

编辑｜杨锦

近日，中国科学院大连化学物理研究所的科研团队通过机械化学方法，成功研发出了首例室温条件下可超快传输的氢负离子导体，相关科研成果论文《Deforming lanthanum trihydride for superionic conduction》，已于4月5日在国际学术期刊《自然》杂志发表。

室温超快氢负离子导体的发现是通过机械化学方法实现的，即在不引入任何其它元素的情况下，利用机械球磨破坏晶体结构形成纳米晶，从而抑制电子传导并实现超快氢负离子传导。下一阶段，该方法将广泛应用于涉及氢负离子的科学研究中，同时可能为燃料电池研发打开新思路。

球磨机（受访者张炜进提供图片）

围绕这一突破，搜狐科技对话了中科院大连化物所博士后、文章第一作者--张炜进，开展一场关于室温氢负离子研究的思维碰撞。

张炜进表示，进行室温氢负离子导体实验的初心是源于导师陈萍合成氨的实验，在合成氨实验的过程中发现了我们的材料表现出氢负离子传导的现象，从而开展了进一步的研究工作，并表示氢负离子的研究与合成氨的研究实际上是相辅相成的关系。

据张炜进介绍，本次我国实现室温氢负离子传导的突破性成果并不在于氢负离子可传导本身，氢负离子在室温的快速传导之前已经被报道过，而是在没有引入任何其它元素（例如氧）的情况下，首次利用了机械球磨的创新方法破坏了晶格的周期性结构，形成了纳米晶，从而对电子传导起到了抑制作用，抑制电子传导是开发氢负离子导体的必要因素之一。

张炜进认为，室温氢负离子导体实验成功对于基础研究有着积极的意义，提出了利用机械球磨创造纳米晶，产生晶格畸变，从而抑制电子传导的创新方法。

同时，此方法具备一定的通用性，可能为氢负离子导体领域的研究打开新思路；此外，下一阶段可通过调整纳米晶参数、材料优化（调整实验氢化物）的方法进一步优化氢负离子的传导表现；

在实际应用方面，氢负离子具备强还原性，且氢能本身是一种清洁能源，因此可基于氢负离子优势特性，研发二次电池、燃料电池等，氢负离子的强还原性可促进电极反应，提升反应速率。

张炜进在访谈最后表示，目前室温氢负离子导体的研究还处于萌生阶段，氢负离子传导的性能还具备潜在的优化空间。下一阶段，科研团队将持续探寻氢负离子传导的优化途径，同时开展以二次电池、燃料电池为例，对于氢负离子实际落地应用的研究。

以下是实际对话内容（经整理编辑）：

搜狐科技：能否请您介绍一下进行室温氢负离子导体实验的初心是什么？为什么要做这样一个实验？

张炜进：实际上室温氢负离子导体这个实验课题并不是一开始就被拟定好的，而是在导师陈萍进行合成氨实验的过程中用到了氢化物材料，并发现了该材料表现出氢负离子传导的现象，再加上国际上对于这个方向的研究刚刚兴起，社会关注度比较高，于是我和科研团队一起沿着这个方向加入到了科研的大队伍中。

搜狐科技：此次在进行室温氢负离子导体试验过程中遇到的难点是什么？是怎样克服的？此外，有哪些技术突破值得分享？

张炜进：首先要明确一个概念，离子传导和离子导体是有很大的区别的。离子导体有一个硬性的要求，就是需要电子传导能力低，但如果仅仅是传导一个氢负离子的话是没有这种要求的.

因此，如果单纯的从氢负离子可传导的角度来看并不是难事，实验难点在于怎样在保持离子传导的性能下，更好的抑制电子传导。

此前，其它科研团队在实验中是通过引用其它的元素，例如氧元素，把离子和电子同时抑制了，然而这并不是理想的效果。本次实验，我所在的科研团队没有引入任何其它元素，首次利用机械球磨的方法破坏了晶格的周期性结构，形成了纳米晶和大量缺陷，从而在保留氢负离子快速传导的性能下，对电子传导起到了抑制作用。同时，此方法具备一定的通用性，可能为氢负离子导体领域的研究打开新思路。

搜狐科技：您认为室温氢负离子导体实验成功的意义和作用是什么？实际应用的场景将会是什么？

张炜进：坦白来说，室温氢负离子导体实验目前还处在基础研究阶段，暂无实际应用落地，但其无疑为科学研究领域打开了新思路，因此我认为其对于基础研究的意义更长远，也更重大。如果一定要描述其作用和意义的话，在于以下几个方面：

基础研究意义：利用机械化学手段抑制电子传导的创新方法为涉及氢负离子的科研领域提供了新的思路。此方法具备一定的通用性，若能进一步拓展出去，可能为氢负离子导体的研发开拓一个新方向。

实际应用意义：从某种角度来说，实验的成功确实也推动了包括电池研发在内的实际应用研究，但如果现在就断然说室温氢负离子导体实验的成功对环保、储能、生物研究等领域都形成了贡献价值还为时尚早，人们应该保持理性地看待此次试验结果。

搜狐科技：下一阶段关于室温氢负离子导体研究的方向会是什么？大家可以抱有哪些期待？

张炜进：下一阶段，将通过调整机械球磨的参数，以及材料优化（更换氢化物材料），进一步提升室温氢负离子导体的表现。

此外，科研团队也会针对电池研发进行相关的研究工作。事实上，氢负离子导体对于二次电池、燃料电池等的研发是具备价值的，虽然以氢负离子导体为基础研发的二次电池性能几乎不可能超越现有锂离子电池，但它是一种新的电池模态，也将是一项创新性的科研成果，起码对基础科研是有重要意义的。不过现有的锂离子电池也有一些缺陷，比如生成锂枝晶，造成降低电池容量、短路等，而氢负离子电池则不会有这种情况出现。另一方面燃料电池不同于传统二次电池（如锂离子电池），燃料电池是直接将燃料（如氢气、甲烷）转化成电能，可以避免发电站发电过程中大量的能量损耗，而氢负离子具备强还原性，可促进电极反应，提高反应速率，有望为燃料电池研发提供帮助。

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