碲酸铋氧离子导体

类Grotthuss协同传导

通过次级键与共价键协同转变，实现氧化物离子的快速迁移，为设计高性能氧离子导体提供新思路。

Zhu, Zhenyu · Cai, Guanqun · Xu, Juping · Chu, Shengqi · 安鹏飞 · 曾建荣 · Yin, Wen · Gu, Yu · 匡小军 · 孙俊良

Nature Communications 2025

技术优势

迁移机制明确

通过中子总散射和反向蒙特卡洛模拟，揭示了Te–O次级键与共价键的协同转变机制，为理性设计提供指导。

设计方向明确

揭示的类Grotthuss协同机制提供了优化和发现氧离子导体的方向，不必依赖传统空位或间隙机制。

应用场景

• 固体氧化物燃料电池：可作为新型电解质或混合导体，提高氧离子传输效率，降低工作温度。
• 氧分离膜：利用其氧离子传导与电子导电混合特性，可实现无外电路的氧分离。
• 氧传感器：作为氧离子传导敏感层，提高传感器响应速率和灵敏度。