基于原位电镜与阻抗谱的固体氧化物电解池烧结工艺实时降解机制解析

本研究针对固体氧化物电解池（SOEC）较燃料电池更易降解的核心问题，通过集成原位透射电镜（STEM）与电化学阻抗谱（EIS）技术，首次实现了对钙钛矿体电极界面反应的实时观测与定量解析，为揭示实际工况下的降解机制提供了创新方法学框架。

　　

固体氧化物电解池（SOEC）相较于固体氧化物燃料电池（SOFC）存在更严重的性能衰减问题，其核心诱因在于电极与电解质界面的氧离子（O^2-）积聚和晶格应变等界面现象。尽管已有大量研究关注降解机制，但多数依赖于后期显微结构分析（post-mortem），缺乏在真实工况下的实时（operando）观测数据。近年来虽出现采用扫描透射电子显微镜（STEM）进行原位研究的个别报道，但将微观观测与机理分析相结合的系统研究仍显不足。

本研究创新性地采用致密钙钛矿体电极，通过关联电化学阻抗谱（EIS）分析与原位STEM观测技术，精准识别出关键降解反应。这种简化电极几何结构的方法不仅实现了定量阻抗解析，更为界面反应和表面反应的区分提供了清晰框架。该研究方法为利用阻抗谱和STEM技术实时追踪致密体材料的电化学特性与微观结构演变奠定了重要基础。

（作者声明无利益冲突）