东京理工大学 Ba7Nb3间隙氧O5和O1O 5氧化物离子间隙扩散的实验证据
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在800℃的高温下
学分:东京理工大学 东京理工大学(东京理工大学)、帝国和高能加速器研究组织(KEK)材料结构科学研究所的科学家发现了新的具有高氧离子(氧离子O2-)电导率的Ba7Nb4MoO20基材料——“六方钙钛矿相关氧化物”——并阐明了其电导率的潜在机制
他们的发现引领了其他类似材料的发现，促进了开发低成本和可扩展的可再生能源技术的研究
在过去的几年里，燃料电池已经成为环保技术研究的焦点，因为它们具有储存和生产可再生能源和清洁燃料的卓越能力
一种正在普及的典型燃料电池是传导氧化物离子的燃料电池，它主要由氧化物离子(氧离子:O2-)可以轻易穿过的材料制成
与基于氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)电解质的常用燃料电池相比，在低温和中温下具有更高电导率的新材料具有许多优点，例如更高的发电效率、更长的寿命和更低的成本
然而，只有有限数量的这种材料是已知的，并且它们在开发燃料电池中的应用主要停留在实验室规模上
为了真正实现可持续的能源经济，需要发现具有高导电性的新型氧化物离子导体，以实现这些技术的低成本和高效推广
来自东京理工大学、帝国理工大学和KEK大学的科学家着手解决这一需求，在最近的一项研究中，他们发现了一种新的氧化物离子传导材料，这种材料可能代表了氧化物离子导体的整个家族
Ba7Nb3体电导率σb的比较
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05和其他氧化物离子导体
学分:东京理工大学 该物质的化学式为Ba7Nb3
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并且被分类为“六方钙钛矿相关氧化物”
领导这项研究的雅西马教授解释说:“Ba7Nb3
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05显示了在2×10-26至1大气压的氧分压范围内的宽稳定性范围和主要的氧化物离子传导
令人惊讶的是，Ba7Nb3的体电导率
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05, 5
8 × 10-4秒/厘米，在310℃时非常高，高于氧化铋和氧化锆基材料
斯蒂芬·斯金纳教授评论说，在帝国理工学院使用18O示踪扩散技术明确证实了氧化物离子的快速传输
亚希马教授和他的团队注意到Ba7Nb3的晶体结构
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05包含缺氧层，并且其高氧化物离子导电性归因于c’层上的氧化物离子迁移
事实上，他们成功地通过在800℃高温下的中子衍射测量，用KEK/PARC的高山教授团队的超高速衍射衍射计，对O1-O5氧化物离子扩散路径进行了可视化实验
Yashima教授表示，氧化物离子通过间隙扩散机制，通过间隙八面体O5和晶格四面体O1氧化位点迁移，Ba7Nb3中c’层上的(四面体)-(八面体)扩散路径
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05与另一种六方钙钛矿相关氧化物Ba3MoNbO8中的相同
5-δ
因此，Yashima教授和他的团队声称“扩散机制的共同特征将为具有六角钙钛矿相关结构的氧化物离子导体的设计提供指导，并且目前在不含稀土的Ba7Nb3中发现的高氧化物离子电导率
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05表明了各种六方钙钛矿相关氧化物作为高级氧化物离子导体的能力
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