具有离子导电性的固体氧化物在固体氧化物燃料电池、电解池、膜化学反应器等中高温固体电化学器件中有着可期的应用前景，而电解质材料是上述电化学器件的核心。2020年，Fop等人在Nature Materials上报道了一种新型六方钙钛矿材料：Ba7Nb4MoO20，认为其具有高氧离子和质子的混合导电性，引起了广泛关注。后续多个课题组的跟进研究，也默认了其具有氧离子和质子的混合导电性。
在本项工作中，我们采用不同气氛下的电导率测试、H2O/D2O同位素效应、电动势（EMF）法等多种电化学方法，对Ba7Nb4MoO20的导电特性进行了系统研究，发现该材料并不具备质子导电性。进一步的理论计算和原位中子衍射分析表明，水合引入的质子非但不能激发该材料产生质子导电性，还与棕榈石层中的Nb/MoO4四面体形成稳定的Nb/Mo2O9H单元，由此限制了氧离子的移动、降低了氧离子电导率。值得注意的是，当温度高于400 oC时，水合引入的氧离子反而参与传导，引起电导率的进一步升高。综上，本项工作更正了本领域内对于Ba7Nb4MoO20输运机制的错误认识，也展示了本课题组在中高温固体氧化物导电特性等方面的研究实力。
该成果最近发表于Journal of the American Chemical Society，第一作者是苏州大学的博士研究生Sara Adeeba Ismail，共同通讯作者是苏州大学的韩东麟教授、中国科学院高能物理研究所简宏希研究员、日本京都大学的豊浦和明教授。
文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c06467