三重離子-電子導體（TIECs）一種可以同時傳輸電子和兩種離子物種的材料。最近所開發的TIECs為各種電化學器件（包括燃料電池、膜反應器和電解槽）的性能最大化提供了誘人的機會。然而，由于缺乏對TIECs傳輸特性和電催化活性的機理的理解，這些新興材料的潛在應用受到了嚴重限制。
有鑒于此，美國科羅拉多礦業學院 Ryan O’Hayre總結和分析了目前對單相材料中TIECs輸運和電化學的研究，包括缺陷的形成和傳導機制。強調了TIECs材料的選擇標準（例如，晶體結構和離子電負性）、設計原則（例如，陽離子和陰離子替代化學）和操作條件（例如，大氣），以便能夠有意地調節每個電荷載體的導電性。
目前，大多數已知的TiECs材料是混合質子、氧離子和空穴導體，主要用作燃料電池正極。迄今為止，高多價過渡金屬摻雜和Zn夾雜的Ba基材料具有最高的應用性能。此外，這些多功能材料還可以用于許多其他領域，包括可逆器件、p-n異質結和膜反應器。
由于其主要的鈣鈦礦型結構，TIECs很容易適應陽離子和陰離子取代。而這些材料的缺陷濃度和所產生的性能很大程度上取決于其占有率和所處的環境。此外，缺陷的遷移率可能受組成和結構特征（如對稱性和陽離子有序性）的影響。因此，可以通過結合組成，結構和操作條件來控制每種載體類型的總電導率。此外，適當地控制導帶最小值有望為設計n型TIECs而不是p型TIECs提供新的機會。
盡管TIECs材料為提高現有器件的性能和開發新器件提供了巨大前景。然而，目前仍需要克服許多挑戰。首先，開發更有效和更直接的表征方法來研究TIECs材料；其次，擴展可操作溫度范圍以進一步拓寬TIEC的應用；最后，改善這些復雜材料的化學穩定性。
參考文獻
Papac, M., Stevanovi?, V., Zakutayev, A. et al. Triple ionic–electronic conducting oxides for next-generation electrochemical devices. Nat. Mater. (2020)
DOI：10.1038/s41563-020-00854-8
https://doi.org/10.1038/s41563-020-00854-8
