DOI：https://doi.org/10.1038/s41563-020-00854-8三重离子电子导体（TIEC）是可以同时传输电子和离子的材料。TIEC的发现为在各种电化学设备（包括燃料电池，膜反应器和电解池）中最大化性能提供了发展的机会。 然而，由于缺乏关于它们的传输性质和电催化活性的基本认知，这些新生材料的潜在应用受到了限制。这篇综述的目的是总结和分析当前对单相材料中的TIEC传输和电化学的理解，其中包括缺陷的形成和传导机理。本文特别关注材料的发现标准（例如，晶体结构和离子电负性）、设计原理（例如，阳离子和阴离子取代化学）和操作条件（例如，大气），以实现每种材料的电导率的合理调整。最后，本文确定了TIEC进一步发展的方向，包括更高的化学稳定性、更低的工作温度以及发现n型TIEC材料。▲图2 | TIECs作为质子陶瓷燃料电池的正极示意图
● 质子陶瓷燃料电池的反应过程：氢在负极上被氧化，生成的质子通过电解质传导至正极，在此它们与氧（已被正电极还原）反应生成水。● 纯电子导体（图b左一）只允许电子通过；H+/h+ MIEC（图b左二）只允许质子和电子通过；O2-/h+ MIEC（图b左三）只允许电子和氧离子通过；H+/O2-/h+ TIEC（图b右一）则允许电子、质子和氧离子通过。▲图5 | 组成成分对电子电导率、氧气非化学计量和质子吸收的影响示意图
由于SrFe1.5–xCoxOy中金属3d和O 2p杂化的增加，电导率随Co：Fe比的增加而增加（图a）。对TIEC材料的最普遍的认知是其是质子、氧离子和空穴的混合导体，它们主要是作为燃料电池正极的目的去开发的。迄今为止，对于具有高多价过渡金属掺杂和包含Zn和Ba基的材料可以说是该应用的最高性能材料。因此，可以针对这些通用材料设想许多其他应用，包括但不仅限于可逆设备、PN异质结和膜反应器。由于TIEC主要是钙钛矿样结构，因此很容易同时容纳阳离子和阴离子。这些材料的缺陷浓度和所产生的性能取决于其占有率和其所处的环境。缺陷的迁移率可能受其组成和结构特征（如对称性和阳离子有序性）的影响。因此，可以通过对组成、结构和操作条件的组合来控制每种载体类型的总电导率。正如本综述所说明的那样，TIEC材料为改善现有设备的性能和开发新颖的设备提供了前景，但是仍然有许多挑战需要克服。首先，开发用于研究这些材料的更有效和直接的表征方法将改善我们对它们的传输行为的基本了解，从而允许对其性能进行控制以适合特定的应用。接下来，扩展可操作温度范围将进一步拓宽TIEC应用。https://www.nature.com/articles/s41563-020-00854-8
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