固體氧化物電解池可高效電解CO2/H2O，將電能轉(zhuǎn)化為燃料能源，法拉第電流效率可高達(dá)100%，在可再生能源利用方面具有重要的研究意義和商業(yè)化應(yīng)用前景。氧化還原穩(wěn)定的鈣鈦礦型SrTiO3基陶瓷電極可實(shí)現(xiàn)直接高溫電解過程，且高溫穩(wěn)定性和熱循環(huán)性能優(yōu)異，但陶瓷電極催化活性不足仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
    中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所功能納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與組裝重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員謝奎及其團(tuán)隊(duì)在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和中科院海西研究院“百人計(jì)劃”項(xiàng)目資助下，通過協(xié)同控制SrTiO3基陶瓷電極非化學(xué)計(jì)量比和摻雜，在陶瓷電極表面原位“鉚合”金屬Ni催化劑顆粒提高電催化活性，同時(shí)通過活性元素如Mn/Cr摻雜構(gòu)筑氧空位提高對CO2分子的高溫化學(xué)吸附性能，基于氧空位與金屬催化劑相互耦合構(gòu)筑催化活性結(jié)構(gòu)，構(gòu)筑復(fù)合電極表界面新體系，大幅提高陰極直接電催化裂解還原CO2的活性。該工作闡明了研究電極表界面原位構(gòu)筑機(jī)理，明確了活性位點(diǎn)、活性結(jié)構(gòu)、活性物種和催化性能的關(guān)聯(lián)，并實(shí)現(xiàn)了高溫電解CO2制備CO的高效電極過程，確定高效電解CO2的機(jī)制與過程，陶瓷電極表面活性結(jié)構(gòu)在多次氧化還原循環(huán)后性能仍然穩(wěn)定具有重要的實(shí)用價(jià)值，該工作為清潔能源利用與循環(huán)提供有價(jià)值的參考。相關(guān)成果發(fā)表于《自然-通訊》（Nature Communications, 2017, 8:14785-14795）。
    此前該研究團(tuán)隊(duì)也基于調(diào)控陶瓷電極可逆相變發(fā)展出新型氧化還原可逆的陶瓷基復(fù)合電極Fe/FeV2O4，納米鐵催化劑通過原位生長“鉚合”在FeV2O4電子導(dǎo)體表面，構(gòu)筑具有異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的納米金屬/陶瓷復(fù)合電極體系，實(shí)現(xiàn)了高效的高溫電解水蒸氣制氫（Advanced Science, 2016, 3, 1500186）。