近日，海南大学教授陈骏团队提出利用晶格拉伸应变大幅提升氧离子导电性能的新策略，通过可控自组装方法构筑相界面超结构，成功在低温条件下获得优异氧离子导电性，相关成果发表在《自然·能源》上。
燃料电池是构建未来清洁能源体系的关键技术路径，固体氧化物中氧离子快速传导则是器件高效运行的关键，但主流氧离子导体材料需在超过700摄氏度高温下才能呈现可观电导率，过高的工作温度导致成本居高不下和性能衰退加速。随着温度降低，氧离子导电能力急剧下降，因此，如何有效降低氧离子导体工作温度，是该领域近三十年来的关键科学难题。
研究团队基于可控自组装方法，制备出一系列奥里维里斯型薄膜，通过两相结构中的铋氧层在钙钛矿相中诱导出局域晶格拉伸，形成显著的相界面应变。该设计精准调控了本征氧空位的空间分布，构建出双离子协同传导路径，使氧离子输运效率显著提升。研究显示，该材料在350摄氏度时氧离子电导率达0.025西门子每厘米，刷新了现有氧离子导体材料的性能纪录。团队还基于商业化电极材料成功组装燃料电池，验证了该氧离子导体与现有技术的兼容性。
陈骏表示，该研究提出的晶格拉伸应变调控策略为氧离子导体领域提供了新思路，还有望拓展至量子材料体系，用于增强电导率以外的其他物理性质。
相关论文信息：https://www.nature.com/articles/s41560-026-02115-5
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