关键科学问题：如何在多个空间和时间尺度上定制相互作用、不断演化的界面，以实现节能、选择性工艺过程，最终实现零碳氢能技术？

多组分、多相界面的复杂性加上氢能系统固有的反应性带来了许多挑战，实现可持续过程需要原子间的高效化学反应，不会浪费材料或产生不必要的副产品。表征、理解和控制多相复杂界面的时空特性和动力学是推进零碳氢能技术的关键。这一重大挑战需要开发集成的、预测性方法，涉及多种技术的耦合和并行应用，包括先进合成，异位、原位和工况条件下动态表征，量子到连续尺度的理论认知和建模，数据科学和机器学习，性能量测，以及耦合这些方法的多模态平台等。