固体氧化物电解池（soec）可以将co2和水转化为合成气、烃类燃料并联产高纯度o2。该电解池具有全固态和模块化结构，以及能量效率高、成本低等优点，在co2转化和可再生清洁电能存储方面表现出极具潜力的应用前景。
钙钛矿型陶瓷阴极由于在氧化还原气氛下结构稳定，且可有效抑制积碳反应，是近年来soec领域的研究热点。然而，钙钛矿型陶瓷阴极氧空位浓度低、co2吸附弱、co2活化和转化困难，导致co2电催化还原性能较低。
该研究团队制备了钒掺杂的镧锶铁与钆掺杂的氧化铈纳米复合材料（lsfvx/gdc），作为soec阴极应用于高温co2电催化还原反应。实验和理论计算结果表明，钒的掺杂可增加阴极氧空位浓度，提高了阴极co2高温吸附活化能力和电催化还原性能。在800°c和1.6v时，soec电流密度可达0.62a/cm2，比未掺杂时提高了51.2%，电流效率接近100%。该研究通过金属元素掺杂来调控soec阴极材料氧空位浓度和co2吸附活化能力，为提高soec阴极co2电催化还原性能提供了新思路。
上述研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、dmto和中科院先导专项等项目的资助。