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東京理科大學發現鈣鈦礦的新策略提高質子導體性能

東京理科大學的研究人員發現,在具有無序固有氧空位的鋇鈮酸鈷(BaScO2.5)中摻雜鉬六價(Mo6+)施主離子,可以有效提高其在中低溫 (250-400 ℃) 下的導電性和穩定性,這種方法可以為燃料電池和電解槽的質子導體提供新的設計方向。

質子導體是一種重要的功能材料,具有許多潛在的電化學應用,例如燃料電池和電解槽,然而,目前的質子導體在 250-400 ℃ 的中低溫下往往存在導電性低和穩定性差的問題,東京理科大學的研究人員提出了一種新的策略,即在具有無序固有氧空位的母材料中摻雜施主離子,與傳統的受主摻雜方法不同,施主摻雜可以減少質子捕獲效應,從而提高質子導電性。在該研究中,研究人員將鉬六價(Mo6+)施主離子摻雜到 BaScO2.5 中,得到了 BaSc0.8Mo0.2O2.8 材料。該材料在 320 ℃ 下的質子導電率達到 10 mS/cm,遠高於傳統質子導體在該溫度下的水平。此外,BaSc0.8Mo0.2O2.8 材料還具有良好的穩定性,在氧化、還原和二氧化碳氣氛下均表現出優異的性能。

該研究成果為燃料電池和電解槽的質子導體提供了新的設計方向,施主摻雜策略可以有效提高質子導體的性能,為實現高效、低成本的燃料電池和電解槽提供了新的途徑。


新聞亮點

  • 東京理科大學的研究人員發現,在具有無序固有氧空位的鋇鈮酸鈷(BaScO2.5)中摻雜鉬六價(Mo6+)施主離子,可以有效提高其在中低溫 (250-400 ℃) 下的導電性和穩定性。

  • 這種方法可以為燃料電池和電解槽的質子導體提供新的設計方向。

  • 施主摻雜可以減少質子捕獲效應,從而提高質子導電性。

  • BaSc0.8Mo0.2O2.8 材料在 320 ℃ 下的質子導電率達到 10 mS/cm,遠高於傳統質子導體在該溫度下的水平。

  • BaSc0.8Mo0.2O2.8 材料還具有良好的穩定性,在氧化、還原和二氧化碳氣氛下均表現出優異的性能。

潛在影響

該研究成果具有重要的潛在影響,有望推動燃料電池和電解槽技術的發展,高性能的質子導體是燃料電池和電解槽的關鍵材料,其性能直接影響了設備的效率和成本。施主摻雜策略可以有效提高質子導體的性能,為實現高效、低成本的燃料電池和電解槽提供了新的途徑。此外,該研究成果還具有一定的通用性,施主摻雜策略可以應用於其他具有無序固有氧空位的質子導體材料,為提高這些材料的性能提供了新的思路。

參考文獻與圖片來源:

Researchers propose a new perovskite-based strategy that could revolutionize the design and development of proton conductors;https://www.perovskite-info.com/researchers-propose-new-perovskite-based-strategy-could-revolutionize-design


關鍵字查詢:

# perovskite # perovskite- info

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