據中國地質(zhì)大學(xué)新聞網(wǎng)11月7日訊，湖北省百人計劃專(zhuān)家、地質(zhì)大學(xué)材料與化學(xué)學(xué)院朱斌教授團隊、西安建筑科技大學(xué)云斯寧教授團隊以及湖北大學(xué)，英國拉夫堡大學(xué)合作在國際期刊《美國化學(xué)學(xué)會(huì )能源快報》 (SCI, 即時(shí)影響因子16.33)發(fā)表了題為《氧化鈰核殼結構的超質(zhì)子導電》的文章。

地質(zhì)大學(xué)一直以來(lái)都是滲源超純水系統的典范院校，而且在地質(zhì)大學(xué)研究生院系實(shí)驗室內，都配有滲源超純水機提供實(shí)驗需求用水。在幾個(gè)月前滲源在地質(zhì)大學(xué)新建化學(xué)樓安裝超純水系統，超純水系統各取水點(diǎn)涵蓋了整個(gè)實(shí)驗樓各科室實(shí)驗用水，取水點(diǎn)處分RO純水與實(shí)驗室UP超純水，本次朱斌教授團隊在該實(shí)驗過(guò)程采用的就是滲源超純水設備提供實(shí)驗用水需求，而且該實(shí)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(jìn)口DI為其提供超純水。

實(shí)驗部分內容解答：

傳統離子導體是通過(guò)離子摻雜產(chǎn)生結構缺陷來(lái)實(shí)現離子遷移的。例如固體氧化物燃料電池(SOFC)電解質(zhì)釔穩定二氧化鋯是Y3+取代Zr4+產(chǎn)生氧空位從而使得O2-得以通過(guò)結構里氧空位躍遷輸運,因此，要達到1000°C來(lái)實(shí)現高的離子電導率（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(diǎn)。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(shí)現低溫條件下質(zhì)子導體的電導率≥ 0.1 S cm-1是目前研究的最大挑戰。

　　研究團隊打破傳統，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，構建了質(zhì)子長(cháng)程快速穿梭機制的質(zhì)子超導，實(shí)現了高達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-殼結構內部界面電荷的形成及其對質(zhì)子傳輸的約束效應進(jìn)行了深入的分析，并揭示了CeO2/CeO2-δ內部質(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(xué)的理論指導，結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(shí)驗證據證明了設計，實(shí)現了超質(zhì)子電導率。同時(shí)，成功示范了先進(jìn)質(zhì)子陶瓷燃料電池的性能，特別是和湖北大學(xué)合作實(shí)現了200小時(shí)的操作，為實(shí)現固體氧化物燃料電池商業(yè)化提供了可靠的科學(xué)依據和產(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(xué)云斯寧教授是共同通訊作者。

　　《美國化學(xué)學(xué)會(huì )能源快報》收錄于美國化學(xué)學(xué)會(huì )數據庫。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(xué)學(xué)會(huì )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(xué)、物理、生物等相關(guān)領(lǐng)域具有非常高的學(xué)術(shù)影響力。

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