中国科学院大连化学物理研究所纳米与界面催化研究中心傅强研究员团队，依托自主研发近常压光发射电子显微镜（NAP-PEEM）原位表征平台，联合多单位攻关，在固体氧化物电解池（SOEC）阳极界面动态演化机理研究取得原创性突破，首次完整揭示电场与氧溢流耦合协同驱动金属电极定向迁移重构的微观机制，相关成果在线发表于国际顶级期刊《Journal of the American Chemical Society》。
SOEC 是高温高效绿氢制备、CO₂共电解转化的核心装备，具备能量转化效率高、适配工业余热等突出优势，是新型储能、CCUS、可再生能源消纳的关键技术路线。但长期高温极化工况下，金属电极易发生迁移、团聚、脱落，造成三相活性界面快速衰减、电解性能不可逆退化，严重限制电堆使用寿命与规模化应用。长久以来，电极动态重构的双驱动力协同作用规律缺乏原位、可视化直接实验证据，制约高性能长寿命电极材料设计。
针对该瓶颈，研究团队搭建 Ag|YSZ（钇稳定氧化锆）平面模型电解池，融合 NAP-PEEM 高温外场原位成像、微区 X 射线光电子能谱（μ-XPS）、原位质谱等多模态时空分辨表征技术，实现真实电解工况下电极 – 电解质三相界面化学态、微观形貌演变全过程动态观测。
实验观测证实：在外加极化电场作用下，YSZ 电解质与金属阳极交界的三相界面持续生成高活性氧离子，形成电化学氧溢流物种并扩散覆盖金属电极表面；体系内局域电场与溢流氧形成双向协同耦合效应，共同触发银电极定向迁移重构 ——空间电场分布决定金属颗粒迁移方向，氧溢流通量与活性则调控电极迁移程度、重构幅度，二者缺一不可，单独电场或氧溢流均无法诱导完整电极动态演化行为。
该研究厘清了长期争议的界面重构双驱动耦合逻辑，实现 SOEC 高温电化学界面动态过程的原位可视化解析，填补了高温电解体系电极失活微观机理研究空白。基于该机理，研究团队提出全新电极界面优化思路：通过调控三相界面氧溢流强度、修饰电解质表面局域电场分布，定向构建稳定高活性三相反应位点，抑制电极不可逆团聚迁移，为长寿命、高活性 SOEC 阳极材料、界面涂层、电堆结构设计提供直接理论依据与表征技术支撑。
此项自主研发的原位 PEEM 表征方法，也为高温燃料电池、高温电催化、多相催化溢流效应等能源界面研究提供通用观测手段，有力推动高温电化学表界面科学领域基础研究发展。
