陈充林领衔！江苏大学庞胜利/杨娟Science子刊 | 无序空位孤立的Ce-Gd-O团簇实现燃料电池低温氧离子优异电导率！

本文针对传统长程有序晶态氧离子导体在低温（400°C以下）电导率低（极少达到0.01 S cm⁻¹）的性能瓶颈展开研究。研究团队通过热冲击剥离萤石型Gd0.1Ce0.9O1.95材料，成功制备了无序、空位孤立的Ce-Gd-O纳米团簇。研究发现，这类团簇无需依赖长程有序晶体框架，即可形成渗透性氧离子通道。在400°C下，其电导率达到2.14±0.09 S cm⁻¹，比同类氧化物离子导体高出320倍以上。作为固体氧化物燃料电池的微量阴极添加剂（0.5 wt%），该团簇使峰值功率密度提升两倍（750°C下达到2.87±0.04 W cm⁻²），并将电池100小时内的衰减率从-13.2%逆转为+3.4%。结论认为，该研究颠覆了“高氧离子电导率需依赖长程有序”的传统范式，为低温离子导体和高效电化学能源系统开辟了新的设计路线。