硼氢化物晶体中钠离子扩散的三维表面。

电动汽车的普及是实现可持续发展计划的关键，它不会排放温室气体，其发展与强大、安全的电池模块息息相关。目前，锂电池是相对理想的解决方案。然而，锂电池需要使用液态电解质，一旦发生泄漏，会有极大的爆炸风险。更重要的是，锂并不是地球上的富元素，锂资源的争夺很可能引发与石油类似的地缘政治问题。

当地时间10月12日报道，瑞士日内瓦大学（UNIGE）的结晶学家开发了一种能在室温下工作的不易燃固态电解质。该成果有望促成“理想”钠电池的开发。相关研究成果刊登于《Cell Reports Physical Science》杂志中。

论文作者、UNIGE博士后研究员Fabrizio Murgia表示，钠是电池应用中替代锂的“完美”选择，因为它的化学、物理性质与锂接近，而且储量丰富、分布广泛。

论文第一作者Matteo Brighi说：“钠换锂的问题在于，钠离子比锂离子更重，可能难以在电池的电解液中转移。”因此，寻找能够转移钠的电解质，成为实施“以钠换锂”策略的前提。日本和美国的研究人员发现：在120摄氏度的高温下，硼氢化物是良好的“钠导体”。虽然这一温度对于日常使用的电池来讲是在过高，但却为Brighi等点燃了思维火花。

得益于UNIGE研究团队在硼氢化物的氢存储等应用领域积累的专业知识，Brighi等人开始着手降低传导温度，并最终取得了非常好的效果——以硼氢化物作为电解质，在室温至250摄氏度间不存在安全问题，并且能够与电池技术兼容。

UNIGE结晶学实验室教授、项目负责人Radovan Cerny说：“更重要的是，硼氢化物电解质能够对抗更高的电位差，这意味着电池可以存储更多的能量。”

结晶学是矿物学、物理学和化学的交叉学科，主要关注化学物质的结构，并预测其性质。结晶学的发展为材料设计带来更多可能性，也启发了此次的电解质设计策略。

Murgia说：“我们的文章阐述了如何改变硼氢化物的晶体结构，使其成为有效的钠电池电解质。硼氢化物的结构允许负电氢的存在，其球形空洞为带正电荷的钠离子留出了足够的流通空间。然而，由于正负电荷会相互吸引，我们还需要制造‘混乱’使化合物结构变得无序，让钠离子能够顺利移动。”

原创编译：德克斯特 审稿：西莫 责编：陈之涵

期刊来源：《Cell Reports Physical Science》

期刊编号：2666-3864

原文链接：https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-10/udg-mdf101220.php