據(jù)中國地質(zhì)大學新聞網(wǎng)11月7日訊，湖北省百人計劃專家、地質(zhì)大學材料與化學學院朱斌教授團隊、西安建筑科技大學云斯寧教授團隊以及湖北大學，英國拉夫堡大學合作在國際期刊《美國化學學會能源快報》 (SCI, 即時影響因子16.33)發(fā)表了題為《氧化鈰核殼結(jié)構(gòu)的超質(zhì)子導電》的文章。

地質(zhì)大學一直以來都是滲源超純水系統(tǒng)的典范院校，而且在地質(zhì)大學研究生院系實驗室內(nèi)，都配有滲源超純水機提供實驗需求用水。在幾個月前滲源在地質(zhì)大學新建化學樓安裝超純水系統(tǒng)，超純水系統(tǒng)各取水點涵蓋了整個實驗樓各科室實驗用水，取水點處分RO純水與實驗室UP超純水，本次朱斌教授團隊在該實驗過程采用的就是滲源超純水設備提供實驗用水需求，而且該實驗對水質(zhì)中金屬離子的含量要求十分嚴格，所以該設備也采用國外進口DI為其提供超純水。

實驗部分內(nèi)容解答：

傳統(tǒng)離子導體是通過離子摻雜產(chǎn)生結(jié)構(gòu)缺陷來實現(xiàn)離子遷移的。例如固體氧化物燃料電池(SOFC)電解質(zhì)釔穩(wěn)定二氧化鋯是Y3+取代Zr4+產(chǎn)生氧空位從而使得O2-得以通過結(jié)構(gòu)里氧空位躍遷輸運,因此，要達到1000°C來實現(xiàn)高的離子電導率（0.1 S cm-1）。為了解決SOFC的低溫化，質(zhì)子傳導陶瓷燃料電池(PCFC)成為最新的研究熱點。但其質(zhì)子電導率遠遠低于高溫SOFC氧離子導體的電導率。如何實現(xiàn)低溫條件下質(zhì)子導體的電導率≥ 0.1 S cm-1是目前研究的最大挑戰(zhàn)。

　　研究團隊打破傳統(tǒng)，巧妙地利用半導體氧化鈰的表面特殊電子態(tài)和電荷分布，構(gòu)建了質(zhì)子長程快速穿梭機制的質(zhì)子超導，實現(xiàn)了高達0.16 S cm-1 的質(zhì)子電導率（520 oC)，并示范了優(yōu)越的PCFC器件性能?；诎雽w物理建立了相應理論模型，對CeO2/CeO2-δ核-殼結(jié)構(gòu)內(nèi)部界面電荷的形成及其對質(zhì)子傳輸?shù)募s束效應進行了深入的分析，并揭示了CeO2/CeO2-δ內(nèi)部質(zhì)子超導的成因。

　　論文第一作者是2018級博士生邢月明，師從朱斌教授。該團隊的主要貢獻是從半導體離子學的理論指導，結(jié)合半導體氧化鈰表面的電子態(tài)設計超質(zhì)子傳導，并用強有力實驗證據(jù)證明了設計，實現(xiàn)了超質(zhì)子電導率。同時，成功示范了先進質(zhì)子陶瓷燃料電池的性能，特別是和湖北大學合作實現(xiàn)了200小時的操作，為實現(xiàn)固體氧化物燃料電池商業(yè)化提供了可靠的科學依據(jù)和產(chǎn)業(yè)化潛力。我校朱斌教授為第一通訊作者，我校吳艷副教授，西安建筑科技大學云斯寧教授是共同通訊作者。

　　《美國化學學會能源快報》收錄于美國化學學會數(shù)據(jù)庫。2019年6月20日，科睿唯安《SCI期刊引文分析報告》最新公布的《美國化學學會能源快報》刊物影響因子為16.331，該期刊在與能源相關(guān)的材料、化學、物理、生物等相關(guān)領域具有非常高的學術(shù)影響力。

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