罗宇的博士学位论文针对我国多煤少气、可再生能源弃置以及巨量CO2排放的能源现状，研究基于固体氧化物电解池（SOEC）的可再生能源电力H2O/CO2共电解制取CH4技术，尝试同步实现CO2减排与资源化利用以及可再生能源电力的存储，既有利于推动实现“碳达峰、碳中和”的目标，也有望为我国能源安全保障提供新的可能路径。
论文主要的特色工作包括： 为剥离SOEC多孔电极体相扩散传递过程对本征电化学现象的干扰，基于磁控溅射技术形成一套可靠的图案电极制备和测试工艺，精确调控电化学活性界面，提出了SOEC可逆电化学的速控步骤切换机制，提出新的电化学积碳速控步骤，揭示微观电极对速控步骤的调控和演化机制； 为提升SOEC共电解制取CH4的转化率和选择性，自主开发了一套加压SOEC反应装置，并设计了双腔室同步调压操作工艺，保障高温密封可靠性和双腔室加压运行的稳定性，通过管式构型、热流设计、温压联调，促进了H2O/CO2共电解与甲烷化反应原位热耦合与同步强化，在4 bar（0.4 MPa）下实现低入口氢分压下40%的CH4生成率： 发展了一套界面反应—热质传输—系统集成的跨尺度、多物理场的动态仿真建模方法，阐明了SOEC内部以及SOEC与系统其他能源部件之间复杂的反应传递耦合机制，从能量供需有序化角度评价能源系统供能稳定性，基于跨尺度、多物理场仿真平台设计出发储结合的系统管控策略，同步提升分布式能源系统的能效、可再生能源融合度、供能稳定性。以上创新成果已在Appl Energy、J Power Sources、Energy Convers Manage、Energy和Int J Hydrogen Energy等重要学术期刊发表，并发表Academic Press专著Hybrid Systems and Multienergy Networks for the Future Energy Internet。
罗宇博士自大二进入课题组起从事该方向研究，直到这篇论文的诞生，积累了8年，他用青春汗水浇灌创新梦想，用加倍勤奋攻克科技难题，“凌晨4点的清华园”风景见证了他不懈的努力和长久的坚持。毕业后的他保持着对学术追求的初心，成为福州大学的一名青年教师，形成具有自身研究特色的“氨—氢”能源研究方向，这是他博士学位论文工作的延展，也是面向国家重大需求的新探索。
“世上无难事，只要肯登攀”，祝愿罗宇博士能够不忘初心，继续在能源科技创新的道路上奋勇前行，在中华民族伟大复兴的事业中做出更多贡献。也衷心希望本书描述的一些新思路、新方法、新手段能够惠及更多创新者，本书字里行间所体现的罗宇博士的辛勤耕耘能够鼓舞更多探索者。
是为序。
史翊翔
清华大学能源与动力工程系
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