同步辐射硬 X 射线：揭秘电化学器件内真状态

本文背景聚焦于燃料电池、水电解、CO₂电解等清洁能源技术大规模应用时，面临难以在真实工作条件下直接观察材料动态演变的核心科学难题。研究目的旨在介绍一种突破性的解决方案：利用同步辐射硬X射线进行装置级工况（operando）表征的新方法体系，通过合理的流场与X射线窗口设计，在电化学装置完全正常运行状态下实现对催化剂等组件动态变化的高穿透性原位追踪。文章重点解析了XAS、WAXS、SAXS三类同步辐射工况表征技术的独特洞察能力，并结合微束扫描技术可绘制多层结构空间分布图谱。结论指出，该技术不仅能解释性能差异、揭示材料失效机制，为催化剂、离子交换膜等核心组件研发提供精准指导，加速研发进程，而且为清洁能源技术研究提供了全新的研究范式，为构建下一代高效、耐久的电化学能源技术奠定基础。