顾名思义，当今大多数电子设备都是通过电子运动来工作的。但能够有效传导质子(氢原子核)的材料可能是应对全球气候变化的多项重要技术的关键。

目前，大多数质子传导无机材料都需要高温才能达到足够高的导电性。然而，低温替代品可以实现多种技术，例如更高效、更耐用的燃料电池，用于从氢气中产生清洁电力;电解器，用于生产清洁燃料，如用于运输的氢气;固态质子电池，甚至基于离子电子效应的新型计算设备。

为了推动质子导体的发展，麻省理工学院的工程师们已经确定了某些可实现快速质子传导的材料特性。通过定量分析这些特性，该团队确定了六种有望成为快速质子导体的新候选材料。模拟结果表明，这些候选材料的性能将远远优于现有材料，尽管它们仍需通过实验进行验证。除了发现潜在的新材料外，这项研究还在原子层面上更深入地了解了这些材料的工作原理。

这项新发现发表在《能源与环境科学》杂志上，由麻省理工学院教授 Bilge Yildiz 和 Ju Li、博士后 Pjotrs Zguns 和 Konstantin Klyukin 以及他们的合作者 Sossina Haile 和她的西北大学学生撰写。Yildiz 是核科学与工程系和材料科学与工程系的 Breene M. Kerr 教授。

“质子导体在燃料电池等清洁能源转换应用中必不可少，我们使用氢气来生产不含二氧化碳的电力，”Yildiz 解释道。“我们希望高效地完成这个过程，因此我们需要能够通过此类设备快速传输质子的材料。”

目前生产氢气的方法，例如蒸汽甲烷重整，会排放大量二氧化碳。“消除二氧化碳的一种方法是通过电化学方法从水蒸气中生产氢气，而这需要非常好的质子导体，”Yildiz 说。其他重要的工业化学品和潜在燃料(如氨)的生产也可以通过需要良好质子导体的高效电化学系统进行。