Nature Materials：新一代电解质材料

本文介绍了日本九州大学Yoshihiro Yamazaki团队在Nature Materials上发表的研究，探讨了新一代电解质材料的开发。背景方面，电化学器件的进步依赖于电解质材料的发展，但质子陷阱和离子载体浓度与电导率之间的权衡问题阻碍了高性能质子导电氧化物电解质的开发。研究目的是通过BaSn0.3Sc0.7O3-δ (BSS70) 和 BaTi0.2Sc0.8O3-δ (BTS80)材料，解决这些问题并在300°C下实现高质子电导率。研究结论表明，这些材料在300°C下的质子电导率达到0.01–0.016 S cm-1，超越了燃料电池电解质的技术阈值。此外，机器学习力场分子动力学模拟揭示了质子沿ScO6–ScO6路径扩散的机制，有效缓解了质子陷阱问题。该研究为中温电化学器件提供了新的电解质材料，并提出了ScO6网络机制和晶格软化描述符，为高性能质子导体设计开辟了新范式。