揭示了一种新型钙钛矿氧化物的独特导电机制

与氧化物Ba₇Nb_{3有关的六方钙钛矿的可标记的质子氧化物离子（双离子）导电性8}Mo₁₂O_{20东京科技大学的科学家们报告称，1}有望用于下一代电化学设备这种独特的运输机制有望为传统的双离子导体开辟道路，这可能对当今的清洁能源技术发挥重要作用

清洁能源技术是可持续社会的核心，固体氧化物燃料电池（SOFCs）和质子癌燃料电池（PCFC）是最有前途的绿色发电电化学设备类型然而，这些设备仍然面临着发展和使用方面的挑战

理想情况下，SOFC应在低温下运行，以防止其组成材料的化学反应减弱不幸的是，大多数已知的氧化物离子导体，即OFCs的组成部分，在较低的温度下只表现出电导率的下降对于PCFC，不仅是在二氧化碳环境下化学不稳定的，而且在制造过程中还需要能源密集型高温加工

幸运的是，有一种材料可以结合SOFC和PCFC的优点来解决这些问题：双离子导体通过支持质子和氧化物的扩散，双离子导体可以在较低的温度下实现高的总电导率，并提高电化学器件的性能尽管已经报道了一些与钙钛矿相关的双离子导电材料，如Ba₇Nb₄MoO₂₀，但它们的导电性在实际应用中仍然不足，其导电机理尚不清楚

在这种背景下，由日本东京工业大学YashimaMasatomo教授主持的研究小组决定研究最接近₇Nb₄MoO₂₀但含钼率更高的材料的导电性（即Ba₇Nb_4-xMo_1+xO_{20+x/sub>）这项试验研究是与澳大利亚核能科学技术组织（ANSTO）、高能加速器研究组织（KEK）和东北大学合作进行的，发表在《材料化学》杂志上}

对Ba₇Nb_4-xMo_1+xO_20+x/2的各种成分进行筛选后，发现Ba₇Nb₃₈Mo₁₂O₂₀₁强子可标记的质子氧合物离子电导率“Ba₇Nb_3.8Mo_1.2O_20.1在水下和水下分别表现出1mS/cmat537℃和10mS/cmat593℃的直流电导。Ba₇Nb_3.8Mo_1.2O_220.1的水下总直流电导为400℃。4MoO₂₀，空气中的bulkcconductivity为306℃；是传统氧化钇稳定氧化锆（YSZ）的175倍，”Yashima教授说模拟、中子衍射实验和中子散射强度分析这些技术使他们能够研究Ba₇Nb_3的结构8Mo₁₂O₂₀₁创建顺序并确定什么使其成为双离子导体

有趣的是，研究发现高氧化物离子电导率为fBa₇Nb₃₈Mo₁₂O₂₀₁起源于一种独特的现象这是因为相邻的MO₅单体Ba₇Nb₃₈Mo₁₂O₂₀₁可以形成M₂O₉二聚体，二聚体为其角的氮氧合酮（M=Nb或Mo化）这些尺寸的破裂和形成提供了一种类似于从一个人到下一个人的一长串压力释放水桶（氧化物）的方式来移动氧气此外，IMD模拟表明，观察到的高质子传导是由于材料中六角包封BaO₃层的有效质子迁移

总之，该研究结果突出了钙钛矿相关双离子导体的潜力，可以为材料的日常设计提供指导“目前对高导电性和非离子迁移机制的发现，即Ba₇Nb_3.8Mo_1.2O_20.1，将有助于科学和工程的发展，包括狐狸离子、质子和双离子导体，”一位著名教授总结道八岛