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    近日,yl9193永利黄维院士团队李致朋教授课题组在能源材料领域期刊eScience(IF=36.6)发表题为A review of advanced SOFCs and SOECs: Materials, innovative synthesis, functional mechanisms, and system integration的综述文章,第一作者为yl9193永利冯鹏。

    该文章首次从“材料设计—机理研究—系统集成”全链条视角,系统梳理了固体氧化物燃料电池(SOFC)和电解池(SOEC)领域的最新进展,涵盖了高熵掺杂、机器学习等前沿材料设计策略,并提出了面向实际应用的系统集成挑战与解决方案,为下一代高效、清洁能源转换与存储技术的发展提供了重要理论支撑与实践指导。

    得益于其高能量转换效率、燃料灵活性及环境友好特性,固体氧化物燃料电池(SOFC)和固体氧化物电解池(SOEC)作为新一代能源转换技术,自问世以来便受到广泛关注,并在分布式发电、储能、化工合成等多个领域展现出巨大潜力。尤其是近年来,随着高熵掺杂、机器学习等前沿设计策略的引入,SOFC/SOEC在材料设计、机理研究与系统集成方面取得了显著进展,为该类器件的性能提升与商业化应用提供了全新平台。

    然而,当前SOFC/SOEC技术的发展仍处于关键突破阶段,研究者对材料衰减机制、界面稳定性、多物理场耦合等问题的理解尚不深入,在材料选择、结构设计和系统集成方面仍存在诸多挑战。

    为此,本文章结合团队在能源材料与电化学器件方面的研究基础,系统回顾了SOFC/SOEC领域的最新进展,包括:1)关键材料(电极、电解质、连接体)的合成与性能优化;2)离子传输、电极反应等电化学机制的深入解析;3)热管理、流体动力学与机械应力控制等系统集成策略。最后,文章指出了当前技术面临的主要挑战,并展望了未来的研究方向与应用前景。

    图1 文章涵盖了SOFC/SOEC从材料到系统的全链条发展视角

    本研究得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金、中央高校基本科研业务费、陕西省重点研发计划等项目的资助。

    相关论文信息:

    Peng Feng, Kuan Yang, Xuanyou Liu, Jiujun Zhang*, Zhi-Peng Li*. A review of advanced SOFCs and SOECs: Materials, innovative synthesis, functional mechanisms, and system integration. eScience, 2025, 100460. https://doi.org/10.1016/j.esci.2025.100460

    (文字:冯鹏 审核:王学文)