通过仿射孔隙的钛酸钙实现高质子导电性
材料科学
2024-12-09 v1 介观与纳米尺度物理
软凝聚态物质
摘要
二维晶体因能够阻挡原子、分子和离子，同时允许通过原子薄层的支撑面进行质子输运而引起广泛关注。尽管二维材料表现出这种理想的选择性，但报告的质子导电性仍相对较低。本文表明，富空位的钛酸钙单层对于质子具有高度渗透性，同时对氦气不渗透，其质子导电性在 200°C 时可超过 100 S cm-2，甚至超过行业路线图所设定的目标。快速且选择性的质子传输归因于极高的钛原子空位密度（约每平方纳米一个），这实际上将钛酸钙单层转化为仿射尺度的筛网。我们的发现凸显了二维氧化物作为氢能技术中膜材料的潜力。
引用
@article{arxiv.2410.06489,
title = {High proton conductivity through angstrom-porous titania},
author = {Y. Ji and G. -P. Hao and Y. -T. Tan and W. Q. Xiong and Y. Liu and W. Z. Zhou and D. -M. Tang and R. Z. Ma and S. J. Yuan and T. Sasaki and M. Lozada-Hidalgo and A. K. Geim and Pengzhan Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.06489},
year = {2024}
}