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2026 article

Compositional Effects on Proton and Oxygen Ion Transport in BaCo x Fe0.8– x Zr0.1Y0.1O3−δ (BCFZY)

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Le résumé fourni par la source

Abstract BaCo0.4Fe0.4Zr0.1Y0.1O3−δ (BCFZY4411) has garnered heightened interest due to its triple-conducting capability, accessible synthesis, and structural stability. The electrocatalytic activity and H+/O2– transport behavior of BaCoxFe0.8–xZr0.1Y0.1O3−δ (BCFZY) can be tailored by fine-tuning the Co/Fe ratio, as recent studies suggest; however, the underlying mechanisms governing these properties remain unclear. Here, we use high-throughput density functional theory (HT-DFT) calculations and neutron diffraction analysis to investigate lattice ion vacancies, locate potential proton positions, and calculate H+/O2– transport pathways and migration energy barriers across the BCFZY solid solution series. We find that increasing Co content increases O vacancy concentration and lowers O2– diffusion energy barriers. While the proton concentration is extremely low (<0.002 per perovskite formula unit for the specific case of BCFZY4411), we identify a primary proton site, H1, occupying interstitial sites around oxygen ions, facilitating rotational and hopping diffusion with low-energy barriers that are largely insensitive to Co/Fe composition. Additionally, a secondary proton site, H2, may form near vacant Ba sites, creating deep potential wells that are likely to trap protons and impede diffusion. These findings underscore the tight interplay between material stoichiometry −Co/Fe ratio and Ba content─and the transport of O2– and H+ in BCFZY.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé, mais le titre doit être comparé manuellement.

Titre Crossref
Compositional Effects on Proton and Oxygen Ion Transport in BaCo <i>x</i> Fe0.8– <i>x</i> Zr0.1Y0.1O3−δ (BCFZY)
Date Crossref
31/08/2026
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • University of Tennessee Health Science Center pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • University of Tennessee at Knoxville pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Northwestern University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Colorado School of Mines pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Oak Ridge National Laboratory pays non établi dans la notice
    Structure de recherche

University of Tennessee Health Science Center, University of Tennessee at Knoxville et Northwestern University, avec 2 autres affiliations.

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