Nature Materials：无序六角钙钛矿中的高氧离子和质子电导率

水淼99

2020-03-03

由于氧化物离子和质子导电材料在固体氧化物燃料电池(SOFCs)和质子陶瓷燃料电池(PCFCs)中的应用，近年来人们对它们的研究日益增加。燃料电池为利用可持续资源生产清洁能源提供了一种可行的选择，污染物排放量低，能源转化率高。大多数商用的SOFC使用最先进的钇稳定氧化锆(YSZ)电解质。然而，YSZ仅在高温(>700°C)下表现出足够的导电性，这在材料选择和长期耐久性方面提出了技术挑战，从而限制了SOFC技术的广泛应用。众所周知，氧化物离子导体和质子导体是提高陶瓷燃料电池性能的关键。晶体结构在离子导电性能的确定中起着关键作用，新材料的发现是一个具有挑战性的研究热点。在这里，英国亚伯丁大学的Sacha Fop & Abbie C. Mclaughlin等人合成了未掺杂六角钙钛矿Ba₇Nb₄MoO₂₀。

本文要点：

1）该钙钛矿在510°C时支持纯高的离子传导，具有高的质子和氧化物离子电导率。(体积电导率为4.0 mS cm^-1)，因此它可作为双离子固体电解质在陶瓷燃料电池中的应用的一个重要的候选者，它综合了氧化物离子和质子导电电解质的优点。

2）Ba₇Nb₄MoO₂₀还展示了优异的化学和电学稳定性。六角形钙钛矿是获得新型离子导体的重要新材料，在能源相关技术领域具有潜在的应用前景。

Fop, S., McCombie, K.S., Wildman, E.J. et al. High oxide ion and proton conductivity in a disordered hexagonal perovskite. Nat. Mater. (2020).

DOI：10.1038/s41563-020-0629-4

https://doi.org/10.1038/s41563-020-0629-4