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摘  要

为落实国家科技发展规划总体部署，在“十四五”的收官之年，由国家自然科学基金委员会化学科学部主办的电化学“十五五”发展规划战略研讨会于2025年8月29日在厦门成功举办。

本次战略研讨会汇聚来自界面电催化、储能界面电化学、生物电化学、氢能电化学、电化学微纳制造、电化学工况表征、电-热耦合催化、理论与计算电化学、电化学合成等9个研究方向40多位国内电化学领域领军专家，对我国电化学学科在“十五五”期间的高质量发展进行布局谋篇。

本文聚焦这次战略研讨会结合国家重大战略需求,系统梳理电化学基础研究与应用基础研究的发展现状，深入剖析电化学学科发展面临的核心问题与关键挑战，提出的我国未来五年（2026–2030）电化学学的发展趋势及优先研究领域，对于推动电化学学科高质量发展、提升我国电化学研究的国际竞争力具有重要意义。

一、界面电催化

1. 氢/氘与电子同步转移的化学定向调控；

2. 电极/聚电解质界面功能环境设计；

3. 电解质环境调控的手性电催化；

4. 多模态工况表征方法；

5. 理论研究与AI辅助模拟。

二、储能界面电化学

1. 高比能、长寿命、本质安全的（全）固态电池界面研究；

2. 新型电化学储能体系内的界面问题研究；

3. 极端环境下电化学界面演变机制，AI辅助的界面工况表征、解析与预测技术研究。

三、氢能电化学

1. 突破现有线性标度关系限制的低/非贵金属电催化新体系与新机制；

2. 发展先进表征、仿真与智能预测平台；

3. 多场耦合与动态工况下的催化界面解析与重塑，推动器件工程化与系统集成；

4. 构建氢介导的广义氢能电化学体系。

四、电化学合成

1. 高附加值精细化学品电合成；

2. 可再生能源与碳资源耦合利用；

3. 新材料、新装备与智能系统。

五、电化学微纳制造

1. 发展多模态集成的原位/工况仪器方法，研究金属电沉积成核与生长的反应动力学和添加剂分子作用机制；

2. 探究纳米尺度和纳-微-宏跨尺度金属成核及生长过程，揭示镀层结构动态演化机制；

3. 发现原子尺度调控镀层金相结构的科学规律及其与电学性能的内在关联；

4. 厘清芯片互连、先进封装和高密度集成的表界面基础科学问题。

六、电化学工况表征

1. 开发能够无损、同步、共点地探测真实器件内部动态过程的新一代多模态工况表征技术和平台；

2. 建设覆盖器件全生命周期的数据系统，发展适用于工况数据实时解析的人工智能算法与数字孪生模型；

3. 发展“制备-检测-解析-调控”智能闭环研究范式。

七、电-热耦合催化

1. 发展低温电-热耦合体系，实现更高的转化效率与产物选择性；

2. 推进中温质子导体及器件研究，优化界面动力学与能量利用效率；

3. 加快高温固体氧化物电解堆的放大与示范应用，探索零CO2排放化工新过程；

4. 结合先进原位动态表征与理论建模，揭示多物理场协同机制；

5. 推动具有自主知识产权的关键材料与工程开发。

八、理论与计算电化学

界面双电层结构与多模态谱学一体化建模与反演。包括：

1. 恒电位/电场响应建模与数据生成； 

2. 基准模型体系构建；

3. 谱学正/逆问题融合；

4. 多尺度耦合与器件优化规律；

5. 数据与基础设施建设。

九、生物电化学

1. 系统科学视角下的生物电化学界面与体系研究；

2. 生物电化学界面过程的多相、多维、多尺度物性与工况分析；

3. 高性能生物电化学功能元件、界面与器件；

4. 高通量、集成化、智能化生物电化学系统；

5. 高效、高稳定性生物燃料电池及其工业化探索；

6. 面向绿色制造、生命调控的生物电合成路径与系统；

7. 数智赋能的脑机接口、交互、融合技术与系统；

8. 离子生物电化学与流体类脑智能系统；

9. 临床可用的生物电化学诊疗系统开发与应用。