在当今科技飞速发展的时代，电池技术和废旧电池回收问题备受关注。近日，中国科学技术大学化学与材料科学学院教授陈维课题组在这两个关键领域取得了重要研究成果，为行业发展注入了新的活力。
陈维课题组的第一项成果聚焦于高性能电池设计。研究团队首次报道了氢气电极作为正极的电池化学新体系，这一创新为基于氢气正极设计高性能电池开辟了全新途径。氢气作为极具前景且经济高效的可再生资源，具有合适的氧化还原电位、低过电位以及长期稳定性等优点。当与高活性电催化剂结合时，氢气可成为极具吸引力的电池电极材料。
事实上，自20世纪60年代起，可充电的
镍 - 氢气电池化学就因其高稳定性、可靠性和耐久性，被成功应用于航空航天领域。近年来，陈维等人致力于氢气电池研究，创制了多种氢气电池体系，且均将氢气电极用作负极。而在此次最新研究中，团队提出氢气优异的氧化还原特性使其不仅能作负极，还可作为极具潜力的正极与低电位负极配对。基于氢气正极的电池与碱金属负极结合时，能展现出更高的能量密度和工作电压，其中
锂金属负极在高电压和高能量密度的氢气电池应用中潜力巨大。
研究团队首次报道的可充电锂金属 - 氢气电池，利用了最轻的两种元素锂和氢。该电池展现出极具吸引力的
电化学性能，如高理论比能量、合适的放电电压、高循环能量效率、可逆面容量大、宽工作温区及活性材料高利用率等。此外，团队还构建了无负极锂 - 氢气电池，进一步提升了电池的实际能量密度和经济适用性。
陈维课题组的另一项成果则与废旧
锂电池回收有关。他们在国际期刊发表的研究中，首次提出了一种基于电化学原理的绿色可持续废弃物回收管理策略。该策略能够同时实现废旧锂离子电池
正极材料中的锂资源回收，以及工业尾气中的氮氧化物污染物的捕获和转化。
研究团队巧妙设计了无能量消耗的回收方法，利用尾气中二氧化氮的电化学还原电位与废旧电池正极材料的电化学氧化电位差，不仅成功回收了锂资源，还将二氧化氮转化为高价值的硝酸锂盐，同时实现了能量输出。通过对该回收策略与传统回收策略在经济和环保等方面的优劣势分析，表明此策略在能耗、二氧化碳排放和成本收益等方面均具有显著优势。
陈维教授专注于大规模
储能电池、电催化等研究，其研究成果为电池技术的发展和废旧电池的绿色回收提供了重要的理论支持和实践方案，有望推动相关领域的进一步发展。
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