2030碳達峰，2060碳中和的戰略目標亟需發展“減碳、零碳”技術。煤炭等傳統化石燃料的高效清潔應用，屬于“減碳”技術。太陽能、風能等可再生能源的規模利用屬于“零碳”技術。然而這些可再生能源的一個關鍵性缺點是間歇性供應：風能取決于氣候條件，太陽能和潮汐能取決于時間條件。為了克服這些缺點，迫切需要能量轉換和存儲技術，其中對稱固體氧化物電解池因其高效、環保和廣泛的應用而備受關注。該技術可以將這些不連續的清潔能源通過電解水產氫、電解CO2產CO等高效存儲起來，具有廣闊的應用前景。

近日，國際知名期刊Cell旗下子刊Matter（IF=15.59）刊登了我校煤基燃料電池及高效制氫研究所田云峰博士、凌意瀚特聘研究員與華中科技大學池波教授、韓國蔚山科學技術研究院Prof. Guntae Kim的最新成果“對稱固體氧化物電解池的研究進展與發展前景”（Progress and potential for symmetrical solid oxide electrolysis cells）。田云峰博士為第一作者，華中科技大學池波教授、我校凌意瀚特聘研究員、韓國蔚山科學技術研究院Guntae Kim教授為共同通訊作者，中國礦業大學為第一通訊單位。

對稱固體氧化物電解池（SSOEC）具有相同的陽極和陰極材料，因其制備工藝簡單、成本低而備受關注。并且這些SSOEC在實際應用中更方便，不需要區分陰極和陽極。到目前為止，還沒有全面的綜述來總結SSOEC的最新進展。此工作重點介紹了它們的發展歷史、機理、電解質、電極材料以及制備方法。介紹了降低過電位的燃料輔助SSOEC以及基于SSOEC的其他應用。此外還介紹了SSOEC未來研究的挑戰和前景，在一定程度上為設計更好的商用SSOEC電極提供了重要的見解和指導。

固體氧化物電解池（SOEC）是固體氧化物燃料電池（SOFC）的逆過程，圖一所示，SOEC通過電解H2O產生氫氣，通過電解CO2減少CO2排放，并對H2O/CO2進行共電解以產生用于化工生產的H2/CO合成氣。其產品可應用于煉鋼、化工、農業、航空航天和醫療等眾多領域。而對稱固體氧化物電解池（SSOEC）又因為結構差別與傳統的SOEC相比有較大優勢。

文中論述了SSOEC的電解質、電極材料的要求和選擇以及目前的發展研究現狀，電極材料分為ABO3、AA’B2O6結構和層狀鈣鈦礦氧化物以及尖晶石氧化物四種結構（圖二a所示）。并且總結了可逆對稱固體氧化物電解池（Reversible SSOECs）、質子傳導對稱固體氧化物電解池(H-SSOECs)、燃料輔助對稱固體氧化物電解池的發展現狀及基于SSOEC的其它應用。最后從提高電池性能（圖二b）、防止電池衰減、研究反應機理和開發潛在應用四個方面對SSOEC未來的發展做出了展望。

該課題得到國家重點研發計劃（2020YFB1506304）、國家自然科學基金（52172199、52072135、52002121）、中央高校基礎研究基金（2021QN1111）、國家留學基金委員會（201806160178）、教育部功能材料綠色制備與應用重點實驗室，江蘇省煤基溫室氣體控制與利用重點實驗室(2020KF04)，教育部綠色化工重點實驗室開放項目（GCP202118）的支持。同時還得到了中國礦業大學實驗室開放基金“大型儀器設備開放共享基金”的資助。