本發(fā)明描述由緊密的、不透氣的多相混合物組成的固體膜,多相混合物含有一種電子導電材料,一種氧離子導電材料和/或一種鈣鈦礦結構的混合金屬氧化物。本發(fā)明還描述電化學反應器電池和反應器,它可用于使氧從含氧氣體遷移到耗氧氣體。該反應器電池通常包括用該固體膜分隔的第一和第二區(qū)域。該反應器電池還包括在第一區(qū)域中的一種催化劑。用本發(fā)明反應器電池和反應器進行的工藝包括:如甲烷部分氧化生產(chǎn)不飽和化合物或合成氣,乙烷的部分氧化,從氧化的氣體中提取氧氣,甲烷的氨氧化等。從氧化的氣體中提取氧的工藝可用于燃料或廢氣的凈化。