北京科技大学Nature Energy：优异低温氧离子导体薄膜！

本文报道了北京科技大学研究团队在Nature Energy上发表的研究成果，背景是固体氧化物燃料电池（SOFC）中主流氧离子导体YSZ需在700℃以上高温工作，导致成本高、性能衰减，低温高效离子导电是领域关键难题。研究目的为探索可在400℃以下工作的新型氧离子导体材料。结论方面，团队成功制备了((Na0.5Bi0.5)n-1TinO3n)(Bi2O2)基Aurivillius型薄膜，在350℃时实现0.025 S cm-1的优异氧离子电导率，刷新了性能纪录。通过亚埃尺度电子叠层衍射成像与理论计算，揭示其微观机制：铋氧层和钙钛矿层形成长周期有序结构，界面应变相互作用产生周期性层状快离子传输通道，构建了双离子协同传导路径，提升了氧离子输运效率。基于商业化电极材料组装的燃料电池验证了该材料与SOFC技术的良好兼容性，有望显著降低工作温度、减缓性能衰减。