高温固体氧化物电解池（SOEC）是一种可以将电能转化为化学能的高效能量转化装置。近年来,利用SOEC技术开展H2O/CO2共电解制取合成气,可以实现高效的CO2转化利用,因此受到了广泛关注。在电池长期运行过程中,电池性能受各种因素的影响逐渐下降,尤其是高温、高湿的环境提高了对于电极稳定性的要求。且传统的平板式SOEC在结构方面存在缺点。对此,探究具有合适结构的SOEC,且同时可以维持良好的长期稳定性是实现SOEC大规模商业化的关键。本工作探究了平管式SOEC的共电解性能和长期稳定性,并利用Ni图案电极来研究Ni在高温高湿环境中的行为。主要结论如下:（1）探究了运行工况（温度、燃料气组分、电流密度、负载电压等）对SOEC电化学性能、产物组成和短期耐久性的影响,并系统分析了平管式SOEC的电极过程。研究表明,工作温度的上升和阴极气体中水蒸气比例的增加都有助于提高SOEC的电解性能。平管式SOEC的五个电极过程通过阻抗谱和弛豫时间分布方法进行了区分。SOEC在不同电流密度下的短期恒流电解实验表明了该电池的稳定性。同时阴极中水蒸气相较于二氧化碳可以有效缓解电解性能衰减,从而提高电池的稳定性。（2）基于对平管式SOEC进行H2O/CO2共电解电化学性能的探究,进一步研究了平管式SOEC在不同工作模式下的耐久性。结果显示:在750°C、40%H2O+40%CO2+20%H2气氛的条件下,电池以300 m A cm-2恒流电解1000 h,电解电压衰减率为10.69%kh-1(122 m V kh-1)。电池在充放电模式下运行24个循环（576 h）,电解电压衰减率为32.36%kh-1(342 m V kh-1)。在这两种测试模式下,充放电循环的电池表现出比恒流电解的电池更高的衰减。电化学分析表明,两者的阴极与阳极均出现衰减,并且阴极的衰减要明显大于阳极。微观结构分析表明阴极的衰减归因于Ni的烧结与损耗,并且充放电循环模式下的电池的阳极/电解质界面处发现分层现象。（3）Ni的烧结与损耗是造成SOEC性能衰减的关键,为了探究这一问题,我们在氧化钇稳定的氧化锆基片（YSZ）上通过磁控溅射的方法镀上Ni薄膜并形成三相界面,用该图案电极对Ni在不同气氛以及极化条件下的烧结和迁移行为进行研究。在800°C下,H2O气氛中的Ni表现出比H2气氛的Ni更快的烧结速度,CO2替代部分H2O可以减缓Ni的烧结速率。在极化条件下,施加电解电压加速了Ni的烧结,并且导致Ni在YSZ表面的迁移。