據外媒報道，由光州科學技術院（GIST）的Um Kwang-seop和Lee Joo-hyung教授、慶熙大學（Kyung Hee University）的Lee Jung-tae教授和佐治亞理工學院（Georgia Tech）的Tom Fuller教授組成的研究團隊開發出一種金屬氧化物氫化技術，可將廣泛使用的鋰離子電池的容量增加一倍，并提高充電速度。該技術利用氫離子來改變材料的物理化學性質，使其更適合儲能應用。該研究成果已發表在國際期刊《自然通訊》（Nature Communications）上，光州科學技術院于1月10日宣布了這項創新技術，有望徹底改變儲能行業。

圖片來源：GIST

鋰離子電池是電動汽車和電子設備的重要組成部分，但長期以來，由于陰極材料開發方面的限制，鋰離子電池在提高能量容量方面一直受到制約。目前，這些由鈷、鎳、鐵和錳制成的材料提供的能量容量約為140-200mAh/g（毫安每克）。然而，該研究小組發現了一種新材料——氫化氧化鉬，其能量容量為280mAh/g，是現有材料的1.4到2倍。

這種新材料不僅能提高能量容量，還能提高充電速度。氫化氧化鉬可以在20分鐘內充電170mAh/g，即使經過1000次充放電循環，也能保持其初始容量的76%。這種出色的穩定性歸功于材料的獨特結構，它可以防止在充電和放電過程中發生坍塌。

通過一系列基本的電化學和光譜實驗，該研究團隊證實，摻雜的氫離子限制了氧化鉬在充放電過程中發生的晶體結構坍塌反應。這大大提高了電池循環的穩定性。研究人員進一步的計算化學和電化學分析表明，氫離子扭曲了氧化鉬的對稱晶體結構，形成了使鋰離子在晶體內平穩擴散的通道，從而實現了快速充放電。

該研究團隊還設計了一種新方法，無需外部能源供應即可將氫離子插入金屬氧化物中。這一突破證實了該研究成果的工業適用性和有效性，為儲能行業的實際應用鋪平了道路。

Um Kwang-seop教授強調這項研究的學術意義時表示：“這項研究具有學術意義，因為它闡明了金屬氧化物氫化反應的工作原理。通過利用氫離子來輕松控制材料的固有性質，我們有望在未來開展能源材料發展的新篇章?！?p>