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日本的一個研究小組近日在美國期刊《材料化學》網絡版上發表報告說，他們發現了向鐠鎳氧化物中添加鎵和銅能提升氧化物的氧氣透過率的原理。這項成果有望提高固體氧化物燃料電池的性能。

根據東京工業大學、九州大學、高能加速器研究機構等聯合發表的新聞公報，九州大學教授石原達己此前發現含鎵離子和銅離子且擁有K2NiF4型結構的鐠鎳氧化物具有很高的氧氣透過率，但是鎵離子和銅離子在提高氧氣透過率方面的作用一直不明。

在本次研究中，石原達己和東京工業大學教授八島正和等人利用中子衍射裝置和X射線衍射裝置分析添加了鎵和銅的鐠鎳氧化物的晶體結構。分析結果顯示，這種晶體的晶格之間有大量臭氧。

研究人員指出，鎵這種元素能使大量氧原子進入晶格之間，而銅又使位于晶格表面的氧變得更容易移動。隨著溫度從20攝氏度的室溫上升到約1000攝氏度，晶格之間和晶格表面的氧分布會出現連接，并引發氧化物離子移動。與此同時，氧氣透過率也會增加。

公報說，這項成果為設計高氧氣透過率的離子導體提供了新理念，有助于開發新型離子導體。氧氣透過率高的離子導體能更高效地從空氣中吸收氧，從而提高固體氧化物燃料電池的性能。