谢和平院士领衔！深圳大学陈彬/章远最新Nature子刊丨耦合阳离子迁移与偏析构建多功能质子陶瓷电池空气电极！

质子陶瓷燃料电池/电解池（PCFC/ECs）在500-600°C中温区间具有显著优势，但其空气电极因需同时满足高体相质子吸收/传导、快速表面氧动力学和长期稳定性等要求，面临商业化的关键瓶颈。传统单相钙钛矿材料难以兼顾这些性能。研究团队提出一种耦合阳离子迁移与表面偏析的新策略：利用ABO₃钙钛矿结构内部的晶格弛豫，通过Ce从A位向B位迁移，诱导NiO纳米颗粒在表面稳定偏析，从而同步优化电极的表面催化活性和体相传输性能。通过DFT计算和实验表征，团队验证了Ce的低能垒迁移机制及NiO纳米颗粒（100-150 nm）的均匀分布。优化后的cm-BCFN@NiO电极在550°C下面积比电阻低至0.3 Ω cm²，较无NiO对照组降低75%；单电池峰值功率密度在650°C达到1.16 W cm⁻²，提升77.1%，并表现出超过1200小时的长期稳定性。该策略具有普适性，为通过原子尺度阳离子迁移和表面偏析设计高性能钙钛矿材料及电催化应用提供了新途径。