《合金與化合物》雜志發(fā)表了一篇由固態(tài)化學(xué)和機(jī)械化學(xué)研究所（俄羅斯科學(xué)院烏拉爾分院）、多諾斯蒂亞國(guó)際物理中心和HSETikhonov莫斯科電子和數(shù)學(xué)研究所共同撰寫的關(guān)于立方雙鈣鈦礦特性的文章。迄今為止，對(duì)礦物特性的實(shí)驗(yàn)測(cè)量與理論建模的結(jié)果并不一致。這項(xiàng)工作標(biāo)志著研究人員首次為自己設(shè)定了解釋這種差異的任務(wù)。獲得的數(shù)據(jù)將使研究人員能夠改進(jìn)低溫燃料電池技術(shù)--目前電力來(lái)源的主要替代品之一。

越來(lái)越多的研究人員支持使用燃料電池來(lái)代替更廣為人知的電化電池。典型的電池包含有限數(shù)量的用于發(fā)電的物質(zhì)-一旦電池的燃料耗盡，它就停止工作。在燃料電池中，氫氣燃料與氧氣混合產(chǎn)生電力、熱量和水，燃料來(lái)自外部，氧氣來(lái)自空氣。這意味著只要有穩(wěn)定的電力供應(yīng)，這種電池就可以運(yùn)行。該過(guò)程的唯一副產(chǎn)品是水，這使得這種電池成為錳基或鋅基電池的環(huán)保替代品，后者必須在其壽命結(jié)束時(shí)被處理掉。

固體氧化物燃料電池（SOFCs）是一種越來(lái)越有前景的技術(shù)。這種電池使用一種陶瓷材料（如二氧化鋯）作為電解質(zhì)--正負(fù)電極之間的介質(zhì)。固體氧化物燃料電池的優(yōu)點(diǎn)包括高效率、可靠性、能夠由不同種類的燃料驅(qū)動(dòng)，以及相對(duì)較低的成本。

此外，與其他類型的燃料電池不同，固體氧化物燃料電池不一定需要在電極之間有電解質(zhì)的平面。它們可以采取不同的形式，如管子，空氣或燃料從內(nèi)側(cè)流過(guò)，另一種氣體沿著外側(cè)流過(guò)。

固體氧化物燃料電池也有一個(gè)主要缺點(diǎn)。它們需要高溫（大約500-1000°C）來(lái)維持必要的化學(xué)反應(yīng)。在較低的溫度下使用SOFC需要昂貴的鉑金催化劑，這極大地增加了燃料電池的成本。

出于這個(gè)原因，許多研究人員一直在尋找降低固體氧化物燃料電池的工作溫度而不影響其發(fā)電效率的方法。該領(lǐng)域的研究領(lǐng)域包括尋找所需反應(yīng)的高活性催化劑，開發(fā)合成SOFC組件的技術(shù)，以及創(chuàng)造有效的電極材料。

研究人員建議使用具有工業(yè)應(yīng)用所需特性的鈣鈦礦類礦物作為電解質(zhì)。過(guò)氧化物是一類由兩個(gè)帶負(fù)電的離子和一個(gè)帶正電的離子相互連接而成的礦物。作者提議使用具有雙過(guò)氧化物結(jié)構(gòu)A2MeMoO6的鉬酸鹽復(fù)合氧化物，其中A代表鈣、鍶或鋇，而Me代表三維金屬或鎂。

其中A=鍶和Me=鎂或鎳的組合已被確定為最有希望的。這些氧化物在還原條件下表現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性，以及對(duì)燃料氣體中硫和碳氧化物雜質(zhì)的耐受性。

盡管從實(shí)用的角度來(lái)看它們很有吸引力，但人們對(duì)雙過(guò)氧化物（如Sr2Mg1-xNixMoO6）的特性并不完全了解。對(duì)這些物質(zhì)特性的實(shí)驗(yàn)測(cè)量與通過(guò)計(jì)算模型得出的理論預(yù)測(cè)不同，而計(jì)算模型本身又高度依賴于初始假設(shè)和使用的軟件代碼。

這篇文章的作者首次嘗試將該物質(zhì)的電子光譜的計(jì)算機(jī)建模與Sr2Mg1-xNixMoO6如何傳導(dǎo)電流的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)。結(jié)果支持Sr2Mg1-xNixMoO6導(dǎo)電性的半導(dǎo)電性質(zhì)。正如在金屬中一樣，半導(dǎo)體中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了電流。然而，在金屬中，自由電子的存在是由于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和原子中的電子鍵，而半導(dǎo)體中電荷載流子的存在是由許多因素決定的，其中最重要的是半導(dǎo)體的純度和溫度。

研究人員一致認(rèn)為，由于半導(dǎo)體具有良好的電化學(xué)特性和高離子導(dǎo)電性，因此可以有效地用作燃料電池的電解質(zhì)。他們認(rèn)為，對(duì)雙鈣鈦礦的進(jìn)一步研究將為在各種能源技術(shù)中使用這種有前途的材料提供新的機(jī)會(huì)。