清华大学近日Nature Energy：高性能低温质子导体

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固体氧化物离子导体广泛用于能量转换应用，例如燃料电池中的电解质。通常，基于金属氧化物的常规离子导体需要高于约500℃的高温来激活离子传输，但是在较低温度下操作的能力可以避免机械不稳定性和操作复杂性。

在这里，作者报告了一种固体氧化物质子导体HSrCoO2.5，它在40°C至140°C之间表现出异常高的质子电导率，在此温度范围内，质子电导率在0.028S cm-1至0.33S cm-1之间，离子活化能约为0.27 eV。

结合实验结果和第一性原理计算，作者将这些有趣的性质归因于高质子浓度和氢插层褐铝石晶体结构赋予的有序氧空位通道。

作者的结果开启了在低温设备中使用固体氧化物材料作为质子传导电解质的可能性。

Lu, N., Zhang, Z., Wang, Y. et al. Enhanced low-temperature proton conductivity in hydrogen-intercalated brownmillerite oxide. Nat Energy (2022). https://doi.org/10.1038/s41560-022-01166-8