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摘 要
為落實國家科技發(fā)展規(guī)劃總體部署，在“十四五”的收官之年，由國家自然科學基金委員會化學科學部主辦的電化學“十五五”發(fā)展規(guī)劃戰(zhàn)略研討會于2025年8月29日在廈門成功舉辦。
本次戰(zhàn)略研討會匯聚來自界面電催化、儲能界面電化學、生物電化學、氫能電化學、電化學微納制造、電化學工況表征、電-熱耦合催化、理論與計算電化學、電化學合成等9個研究方向40多位國內(nèi)電化學領域領軍專家，對我國電化學學科在“十五五”期間的高質(zhì)量發(fā)展進行布局謀篇。
本文聚焦這次戰(zhàn)略研討會結合國家重大戰(zhàn)略需求,系統(tǒng)梳理電化學基礎研究與應用基礎研究的發(fā)展現(xiàn)狀，深入剖析電化學學科發(fā)展面臨的核心問題與關鍵挑戰(zhàn)，提出的我國未來五年（2026–2030）電化學學的發(fā)展趨勢及優(yōu)先研究領域，對于推動電化學學科高質(zhì)量發(fā)展、提升我國電化學研究的國際競爭力具有重要意義。
一、界面電催化
1. 氫/氘與電子同步轉移的化學定向調(diào)控；
2. 電極/聚電解質(zhì)界面功能環(huán)境設計；
3. 電解質(zhì)環(huán)境調(diào)控的手性電催化；
4. 多模態(tài)工況表征方法；
5. 理論研究與AI輔助模擬。
二、儲能界面電化學
1. 高比能、長壽命、本質(zhì)安全的（全）固態(tài)電池界面研究；
2. 新型電化學儲能體系內(nèi)的界面問題研究；
3. 極端環(huán)境下電化學界面演變機制，AI輔助的界面工況表征、解析與預測技術研究。
三、氫能電化學
1. 突破現(xiàn)有線性標度關系限制的低/非貴金屬電催化新體系與新機制；
2. 發(fā)展先進表征、仿真與智能預測平臺；
3. 多場耦合與動態(tài)工況下的催化界面解析與重塑，推動器件工程化與系統(tǒng)集成；
4. 構建氫介導的廣義氫能電化學體系。
四、電化學合成
1. 高附加值精細化學品電合成；
2. 可再生能源與碳資源耦合利用；
3. 新材料、新裝備與智能系統(tǒng)。
五、電化學微納制造
1. 發(fā)展多模態(tài)集成的原位/工況儀器方法，研究金屬電沉積成核與生長的反應動力學和添加劑分子作用機制；
2. 探究納米尺度和納-微-宏跨尺度金屬成核及生長過程，揭示鍍層結構動態(tài)演化機制；
3. 發(fā)現(xiàn)原子尺度調(diào)控鍍層金相結構的科學規(guī)律及其與電學性能的內(nèi)在關聯(lián)；
4. 厘清芯片互連、先進封裝和高密度集成的表界面基礎科學問題。
六、電化學工況表征
1. 開發(fā)能夠無損、同步、共點地探測真實器件內(nèi)部動態(tài)過程的新一代多模態(tài)工況表征技術和平臺；
2. 建設覆蓋器件全生命周期的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，發(fā)展適用于工況數(shù)據(jù)實時解析的人工智能算法與數(shù)字孿生模型；
3. 發(fā)展“制備-檢測-解析-調(diào)控”智能閉環(huán)研究范式。
七、電-熱耦合催化
1. 發(fā)展低溫電-熱耦合體系，實現(xiàn)更高的轉化效率與產(chǎn)物選擇性；
2. 推進中溫質(zhì)子導體及器件研究，優(yōu)化界面動力學與能量利用效率；
3. 加快高溫固體氧化物電解堆的放大與示范應用，探索零CO2排放化工新過程；
4. 結合先進原位動態(tài)表征與理論建模，揭示多物理場協(xié)同機制；
5. 推動具有自主知識產(chǎn)權的關鍵材料與工程開發(fā)。
八、理論與計算電化學
界面雙電層結構與多模態(tài)譜學一體化建模與反演。包括：
1. 恒電位/電場響應建模與數(shù)據(jù)生成；
2. 基準模型體系構建；
3. 譜學正/逆問題融合；
4. 多尺度耦合與器件優(yōu)化規(guī)律；
5. 數(shù)據(jù)與基礎設施建設。
九、生物電化學
1. 系統(tǒng)科學視角下的生物電化學界面與體系研究；
2. 生物電化學界面過程的多相、多維、多尺度物性與工況分析；
3. 高性能生物電化學功能元件、界面與器件；
4. 高通量、集成化、智能化生物電化學系統(tǒng)；
5. 高效、高穩(wěn)定性生物燃料電池及其工業(yè)化探索；
6. 面向綠色制造、生命調(diào)控的生物電合成路徑與系統(tǒng)；
7. 數(shù)智賦能的腦機接口、交互、融合技術與系統(tǒng)；
8. 離子生物電化學與流體類腦智能系統(tǒng)；
9. 臨床可用的生物電化學診療系統(tǒng)開發(fā)與應用。
