南卡羅來納大學發現潔淨晶麵

南卡羅來納大學關於提高氧離子的傳輸速率的研究
，在《Nature Communications》雜誌上發表

，這項研究是將化學能轉化成電能的關鍵部分。這個團隊研究了一種材料——釓摻雜氧化鈰（GDC）
，這種材料能夠有效傳遞氧離子，可以用於製作固態氧燃料電池的電極。添加劑的使用以及一個“微妙”化學反應的進行，使得GDC的電導率有了非常大的提高，最終導致化學能可以更快、更有效地轉化電能。

這zhe項xiang技ji術shu突tu破po將jiang會hui開kai辟pi出chu一yi條tiao研yan發fa新xin一yi代dai能neng量liang轉zhuan換huan和he存cun儲chu裝zhuang置zhi的de道dao路lu
，而er新xin一yi代dai產chan品pin的de性xing能neng將jiang大da幅fu度du提ti高gao，能neng量liang轉zhuan化hua率lv將jiang顯xian著zhu提ti升sheng，而er且qie能neng量liang的de利li用yong
，會hui更geng加jia環huan保bao和he具ju有you可ke持chi續xu發fa展zhan性xing。

晶界處低的電導率主要因為釓元素（Gd）的(de)在(zai)晶(jing)界(jie)的(de)偏(pian)析(xi)

，導(dao)致(zhi)了(le)電(dian)荷(he)內(nei)嵌(qian)
，進(jin)而(er)形(xing)成(cheng)了(le)空(kong)間(jian)電(dian)荷(he)效(xiao)應(ying)。電(dian)荷(he)內(nei)嵌(qian)在(zai)界(jie)麵(mian)處(chu)形(xing)成(cheng)了(le)離(li)子(zi)遷(qian)移(yi)的(de)屏(ping)障(zhang)。研(yan)究(jiu)麵(mian)臨(lin)的(de)挑(tiao)戰(zhan)是(shi)如(ru)何(he)有(you)效(xiao)地(di)避(bi)免(mian)釓(ga)的(de)在(zai)晶(jing)界(jie)的(de)偏(pian)析(xi)。由(you)於(yu)晶(jing)界(jie)尺(chi)寸(cun)極(ji)小(xiao)

，為(wei)納(na)米(mi)米(mi)級(ji)別(bie)，因(yin)此(ci)，在(zai)如(ru)此(ci)狹(xia)窄(zhai)的(de)區(qu)域(yu)，描(miao)述(shu)和(he)合(he)理(li)控(kong)製(zhi)Gd的量是非常困難的。為了使晶麵潔淨
，防止GD表層的分離，研究人員添加了一種電導劑——尖晶石結構的鈷鐵化合物（CFO），使材料形成一種複合結構。GDC晶界處過量的Gd會參與CFOfanying，xingchengdisanxiang。yanjiufaxian，zhezhongxinxiangyekezuoweiyizhongfeichangyouyideyanglizidaoti。yanjiurenyuanhaitongguoyixiliegaofenbianlvbiaozhengjishu，laiyanjiuzhouweidejingjieyuanziweiguanjiegou
，jieguobiaoming

，zaijingjiedeGd偏析現象消失，而且在GDC晶界處的氧離子傳導性顯著改善。

GDC材(cai)料(liao)中(zhong)氧(yang)離(li)子(zi)導(dao)電(dian)性(xing)的(de)提(ti)高(gao)，已(yi)經(jing)通(tong)過(guo)氧(yang)滲(shen)透(tou)實(shi)驗(yan)驗(yan)證(zheng)。靶(ba)向(xiang)誘(you)導(dao)初(chu)相(xiang)技(ji)術(shu)能(neng)夠(gou)生(sheng)成(cheng)清(qing)潔(jie)的(de)晶(jing)麵(mian)，具(ju)有(you)這(zhe)種(zhong)晶(jing)麵(mian)的(de)材(cai)料(liao)可(ke)以(yi)應(ying)用(yong)到(dao)眾(zhong)多(duo)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)和(he)存(cun)儲(chu)裝(zhuang)置(zhi)，比(bi)如(ru)便(bian)攜(xie)式(shi)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)，汽(qi)車(che)

，和(he)發(fa)電(dian)廠(chang)等(deng)。這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)使(shi)能(neng)量(liang)利(li)用(yong)更(geng)具(ju)成(cheng)本(ben)效(xiao)益(yi)
，高(gao)效(xiao)和(he)環(huan)境(jing)友(you)好(hao)性(xing)。目(mu)前(qian)
，在(zai)這(zhe)項(xiang)研(yan)究(jiu)中(zhong)，離(li)子(zi)和(he)電(dian)子(zi)導(dao)電(dian)型(xing)陶(tao)瓷(ci)複(fu)合(he)材(cai)料(liao)被(bei)設(she)計(ji)成(cheng)隔(ge)膜(mo)，可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)煤(mei)和(he)天(tian)然(ran)氣(qi)的(de)快(kuai)速(su)轉(zhuan)化(hua)，提(ti)供(gong)氧(yang)氣(qi)
，同(tong)時(shi)也(ye)作(zuo)為(wei)天(tian)然(ran)氣(qi)轉(zhuan)化(hua)分(fen)離(li)膜(mo)反(fan)應(ying)器(qi)。