燃料电池是构建未来清洁能源体系的关键技术路径，固体氧化物中氧离子快速传导则是燃料电池（SOFC）等器件高效运行的关键。当前主流的氧化钇稳定氧化锆（YSZ）氧离子导体只有在超过700 ℃高温条件下呈现可观的离子电导率（0.01 S cm^-1），然而，过高的工作温度导致系统成本居高不下和性能衰退加速。随着温度降低，氧离子导电能力急剧下降，因此，如何有效降低氧离子导体工作温度，始终是近三十年来该领域面临的关键科学难题。以往的研究基于掺杂萤石结构、掺杂钙钛矿结构等材料体系，已将操作温度降至500~700 ℃的中温区间，为拓宽互连材料选择、采用非玻璃/陶瓷压封、降低系统配套（BOP）成本等创造了条件。若能进一步将工作温度降至400 ℃以下，不仅可以大幅提升燃料电池从室温到操作温度的工作效率与寿命，更有望实现廉价的不锈钢互连、弹性体/聚合物密封以及标准化的BOP部件应用，从而显著降低制备成本。因此，探索和设计在相对低温环境（400 ℃以下）仍保持高电导率（≥0.01 S cm^-1）的新型氧离子导体，对于创新SOFC的技术路线具有重要意义。

近日，海南大学陈骏教授团队提出了一种利用晶格拉伸应变大幅提升氧离子导电性能的新策略。团队基于可控自组装方法高效构筑相界面超结构的思路，制备出一系列((Na_0.5Bi_0.5)n-1Ti_nO_3n)(Bi₂O_2)基Aurivillius型薄膜，成功在低温下获得优异氧离子导电性（350 ℃时达0.025 S cm^-1），刷新了现有氧离子导体材料的性能纪录。借助亚埃尺度电子叠层衍射成像技术与理论计算，团队发现两相结构中的铋氧层（BO层）可在钙钛矿相中诱导出局域晶格拉伸，形成显著的相界面应变。这不仅精准调控了本征氧空位的空间分布，更开创性地构建出独特的双离子协同传导路径，从而使氧离子的输运效率得到显著提升。同时团队基于商业化电极材料成功组装了燃料电池，充分验证了这一新型氧离子导体与当前SOFC技术的良好兼容性。该研究提出的基于晶格拉伸应变调控的异质结构设计策略，不仅为氧离子导体领域提供了新思路，还有望拓展至量子材料体系，用于增强电导率以外的其他物理性质。

晶格拉伸应变调控Aurivillius相薄膜制备、结构、性能与器件研究

相关成果以“Low-temperature oxide-ion conduction in Aurivillius-type ((Na_0.5Bi_0.5)_n-1Ti_nO_3n)(Bi₂O₂) phases”为题发表于Nature Energy期刊（Huo, C. et al., Nat. Energy, 11, (2026), https://doi.org/10.1038/s41560-026-02115-5），海南大学陈骏教授为论文通讯作者，其团队成员邓世清教授为论文共同通讯作者，霍传瑞博士后为论文第一作者。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41560-026-02115-5。