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课题组博士杨胜兰、高建宝在金属结构材料领域顶级期刊《Acta Materialia》上发表研究论文《Insights into Ni migration in long-term tested Ni-yttria stabilized zirconia electrodes by three-dimensional reconstruction aided phase-field simulations》。Ni-YSZ电极作为固体氧化物电池的核心组件，其长期运行稳定性直接影响电池商业化进程，而电极内Ni的迁移行为被认为是导致性能衰减的关键因素之一。然而，当前关于Ni迁移机制的理论假说仍存在显著分歧，缺乏基于真实微观结构的定量研究支撑。本文创新性地将三维重构实验表征与多相场模拟相结合，以长期测试后Ni-YSZ电极的真实微观结构作为模拟初始输入，系统研究了开路电压及两种工作模式（SOEC和SOFC）下Ni的迁移行为。通过对两个具有不同微观结构不均匀性的代表性亚体积进行对比模拟，研究发现微观结构自身的非均匀性即可驱动显著的Ni局域迁移，而这一本征效应与接触角梯度引发的外场驱动之间呈现出协同或竞争关系，共同决定了Ni迁移的最终方向与程度。研究进一步揭示，在SOEC模式下小亚体积内Ni迁移更为剧烈，而在SOFC模式下大亚体积对应的电解质及活性电极区域反而表现出更强的Ni富集，这种差异性演化直接源于两种驱动力在不同尺度与区域下的耦合效应。该工作不仅为理解Ni-YSZ电极长期退化的微观机制提供了新的定量物理图像，更提出了一条潜在路径：在进一步实验验证的基础上，结合机器学习方法，未来有望基于初始微观结构特征实现对电极性能衰退的早期诊断甚至寿命预测，为固体氧化物电池电极的微观结构设计与耐久性优化提供理论支撑。