離子導電（ionic conduction）

在銅線裡，電流是由電子攜帶的——那是幾乎沒有重量的微小電荷，在固定不動的金屬原子晶格中漂移。離子導電（ionic conduction）是一種比較奇特的電流：這裡攜帶電荷的是整顆離子，也就是帶電的原子親自把自己搬起來、在固體中一跳一跳地移動。想像不是用接力方式把訊息一手傳一手，而是人本身抱著水桶走過整個房間。在某些陶瓷裡，電就是這樣移動的——氧離子、鈉離子或鋰離子在晶體中挪動，而它們的移動本身就是電流。

離子要移動，必須有地方可去：它跳進鄰近的空位（vacancy），或擠過原子間的縫隙，每一次跳躍都要耗費一陣熱能才能越過能量障壁。所以離子導電在室溫下又慢又冷，卻隨溫度升高而陡增。導電率為 sigma = n 乘以 q 乘以 mu，其中 n 是可動離子數目、q 是每顆離子的電荷、mu 是它們移動的難易度（遷移率）；遷移率遵循阿瑞尼士定律 sigma 乘以 T = A exp(-Ea / kT)，Ea 為遷移能障、k 為波茲曼常數、T 為絕對溫度。氧化釔穩定氧化鋯（yttria-stabilized zirconia）在 1000 度 C 導氧離子約 0.1 S/cm，但在室溫下幾乎是完美的絕緣體——相差達十億倍。

離子導電正是一整族陶瓷元件存在的理由：燃料電池、氧感測器與固態電池全都仰賴一種能讓離子通過、卻擋住電子的陶瓷。材料在這裡是否好用，用遷移數（transference number）來衡量——也就是電流中由離子而非電子攜帶的比例；好的固態電解質，其離子遷移數非常接近 1。誠實的難處在於：多數好用的離子導體都得在高溫下才運作，這也是為何這個領域大半在追尋能於低溫快速導離子的材料。