新型高氧活性材料可以通過在較低溫度下實現有效的氧離子傳輸來增強許多與能源相關的技術,間質氧導體具有實現這種性能的潛力,但其關注度遠不如空位介導的導體。通過結合結構和性質描述符、從頭算模擬和實驗,威斯康星大學麥迪遜分校Dane Morgan報道了一種發現快速間質氧導體的方法。
本文要點:
1) 作者發現了多個新家族,它們具有與已知氧導體完全不同的結構。在這些家族中,作者合成了La4Mn5Si4O22+δ,并對其中的氧動力學進行了研究。作者發現,La4Mn5Si4O22+δ比釔穩定ZrO2具有更高的氧離子電導率,并且在中間溫度下具有最高的表面氧交換率。
2) 因此,快速氧動力學是活躍間質和間質擴散途徑的結果,形成有效間質氧導體的基本特征是電子可用性和結構靈活性。總之,該工作為理解和發現新間質氧導體提供了一種有效方法。
Jun Meng et.al Computational discovery of fast interstitial oxygen conductors Nature Materials 2024
DOI: 10.1038/s41563-024-01919-8
https://doi.org/10.1038/s41563-024-01919-8