新型高氧活性材料可以通过在较低温度下实现有效的氧离子传输来增强许多与能源相关的技术,间质氧导体具有实现这种性能的潜力,但其关注度远不如空位介导的导体。通过结合结构和性质描述符、从头算模拟和实验,威斯康星大学麦迪逊分校Dane Morgan报道了一种发现快速间质氧导体的方法。
本文要点:
1) 作者发现了多个新家族,它们具有与已知氧导体完全不同的结构。在这些家族中,作者合成了La4Mn5Si4O22+δ,并对其中的氧动力学进行了研究。作者发现,La4Mn5Si4O22+δ比钇稳定ZrO2具有更高的氧离子电导率,并且在中间温度下具有最高的表面氧交换率。
2) 因此,快速氧动力学是活跃间质和间质扩散途径的结果,形成有效间质氧导体的基本特征是电子可用性和结构灵活性。总之,该工作为理解和发现新间质氧导体提供了一种有效方法。
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