迄今最穩定三電荷負離子現身

2021-01-18 新華網客戶端

　　記者20日從北京大學物理系王前教授處獲悉，著名期刊《應用化學》雜誌以封面文章形式刊登了以王前為通訊作者、其博士生趙天山為第一作者的重要論文：他們利用全新方法，發現了迄今最穩定的三電荷負離子結構。《應用化學》雜誌稱，這一研究將躋身最重大化學研究成果行列，未來將在電池、空氣淨化等多個領域展示無窮的應用潛力。

　　負離子是離子化合物的重要組成部分，能與正離子結合形成晶體；在溶液中也會穩定存在，但在氣相環境下很難保持穩定。比如三電荷負離子內，帶負電的電子比帶正電的質子多三個，這種數量不平衡使得其非常不穩定，在氣態條件下多餘電子很容易與其他電子發生靜電排斥反應。

　　新研究中，王前帶領團隊利用量子力學統計原理，創建了全新的計算機模型，並證明由元素硼與鈹等組成的三電荷負離子，能在2.65電子伏特的衝擊下保持穩定。王前表示，他們將八電子規則和硼烷結構電子計數規則等化學原理結合，為設計其他三電荷負離子提供了全新思路。

　　三電荷負離子將在許多工業領域「大展拳腳」。目前最有前景的，是用其研製鋁離子電池，將鋁與三電荷負離子結合，這些負離子可以在電極間移動，從而為電池充電。鋁電池比現有鋰電池更具優勢，如鋁在自然界含量比鋰更豐富，成本會更低；鋁的化學活性更低，能反覆充電更多次。

　　此外，這類負離子還能用來合成各種鹽類化合物；用來生產地板清潔劑以及殺菌用的強氧化劑；能像抗抑鬱藥百憂解一樣改善人的情緒；甚至能用於市值數十億美元的空氣淨化行業。

　　總編輯圈點

　　每隔一段時間，就會出現鋁離子電池的最新進展，要麼是充放次數創新高，要麼是又發現了新材料，要麼是電解液安全性能有提升……但所有進步均處於實驗室層面。噱頭也好，趨勢也罷，百姓最關注的是，什麼時候能買到號稱「鋁電池充電1分鐘=鋰電池充電1小時」的真傢伙。路漫漫，科學家仍需在技術商業化的路上，加油向未來。（記者聶翠蓉）

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    （原標題：迄今最穩定三電荷負離子現身 有望在鋁電池等領域大顯身手）
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