Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Tokyo (Tokyo Institute of Technology) lần đầu tiên trình diễn phản ứng điện hóa dựa trên các ion hydrua (H-) trong pin thể rắn dựa trên oxit, với hy vọng chứng minh tiềm năng của nó làm cơ sở cho các loại pin thế hệ tiếp theo .

Các giáo sư Genki Kobayashi (Genki Kobayashi) và Ryoji Kanno (Ryoji Kanno) của Viện Công nghệ Tokyo và từ Viện Khoa học Phân tử (ISM), Cơ quan Phát triển Khoa học và Công nghệ Nhật Bản (JST), Đại học Kyoto (Đại học Kyoto) và Viện Nghiên cứu Máy gia tốc Năng lượng Cao (KEK) Các nhà nghiên cứu đã suy luận rằng các ion hydrua (H-) dự kiến ​​sẽ được sử dụng trong các thiết bị lưu trữ mật độ năng lượng cao. Sử dụng pin thể rắn oxy hydride, lần đầu tiên các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng các ion hydride tinh khiết (H-) có thể dẫn điện trong oxit.

Mạng tinh thể của hydrua kim loại thường không đủ linh hoạt để làm cho các ion hydrua (H-) khó truyền đi, đó là lý do tại sao các nhà nghiên cứu chuyển sang oxy hydrua—oxy và hydro có cùng vị trí mạng tinh thể. Một thách thức khác là đặc tính cho điện tử cao của hydro, có nghĩa là các điện tử sẽ tách ra khỏi ion hydrua (H-) và các proton và điện tử sẽ xuất hiện, khiến các điện tử (không phải ion hydrua) di chuyển. Do đó, nhóm nghiên cứu đã phải tìm một hệ thống khác chứa các cation trong đó có nhiều electron được tặng hơn so với hydro.

Cấu trúc tinh thể của La2-x-ySrx+yLiH1-x+yO3-y(x=0, y=0, 1, 2)

Các nhà nghiên cứu đã kiểm tra xem cấu trúc của hợp chất oxyhydro thay đổi như thế nào theo thành phần và điều kiện tổng hợp, đồng thời nghiên cứu các đặc điểm của cấu trúc điện tử và phát hiện ra rằng liên kết ion Li-H trong hợp chất, nghĩa là có sự hiện diện của ion hydrua (H –).

Tất cả pin ion hydride trạng thái rắn (H–): đường cong phóng điện của pin trạng thái rắn có cấu trúc Ti/o-La2LiHO3/TiH2.

Hình minh họa ở giữa là sơ đồ của pin và phản ứng điện hóa mà nó có thể gây ra

Tiếp theo, các nhà nghiên cứu sử dụng La2LiHO3 trong pha cấu trúc trực giao (o-La2LiHO3) làm chất điện phân của pin (với cực dương titan và cực âm hydrua). Bởi vì sự thay đổi pha điện cực gây ra bởi sự phóng điện phù hợp với pha Ti-H, nó cho thấy sự di chuyển của các ion hydrua. Các nhà nghiên cứu kết luận: "Việc xây dựng thành công một tế bào điện hóa ở trạng thái rắn hoàn toàn với sự khuếch tán ion hydride (H–) không chỉ chứng tỏ khả năng của oxy hydride được sử dụng làm điện cực rắn ion hydride (H–), mà còn góp phần đến sự phát triển của Một nguyên tố điện hóa ở trạng thái rắn dẫn các ion hydrua (H–)."