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。