SSC-SOEC80電熱協同催化劑評價系統（光電熱）是一種結合電場和熱場協同作用的固體氧化物電解池（SOEC）實驗平臺，用于高效電解H?O/CO?制取H?/CO，是SOFC的逆向反應。電熱協同催化劑評價系統（光電熱）系統通過精確控制溫度、電壓和氣體組成，研究電熱耦合效應對電解性能的影響，并優化催化劑材料和操作參數。本SOEC評價系統設計科學、功能全面，能夠滿足從材料研究到系統集成的多種測試需求。通過高精度控制和多功能測試模塊，可為SOEC的性能優化與商業化應用提供可靠的數據支持。

光電熱多場耦合的催化在環境治理（如高效降解污染物）、能源轉換（如CO2還原、水分解）和化工合成中有潛力。例如，在CO2還原中，光提供激發能，電幫助電子傳遞，熱促進反應物活化，三者結合可能提高產物選擇性和反應速率；光熱耦合電合成氨。光電熱催化代表了多能量場協同催化的前沿方向，未來將在綠色化學和碳中和領域發揮重要作用。

SOEC系統優勢：

1) 研究電熱協同作用對SOEC電解效率的影響，優化催化劑材料和操作參數（溫度、電壓）。

2) 比較不同催化劑（如Ni-YSZ與摻雜Ce/Co的催化劑）在電解H?O/CO?中的性能。

3) 探究溫度（600–800°C）和電壓（0.5–2V）對電流密度、法拉第效率及穩定性的影響。

4) 分析電化學阻抗譜（EIS）以揭示反應動力學機制。

5) 通過溫度-電壓協同調控、多尺度表征及長期穩定性測試，系統揭示電熱催化在SOEC中的作用機制。

6) 引入原位高溫拉曼光譜，實時追蹤催化劑動態行為。

7) “熱-電協同因子”量化電熱耦合效應強度。

8) 為高效電解CO?制合成氣（H?/CO）或綠氫提供實驗與理論依據。

產品技術參數：

項目	技術參數
氣體供應與控制系統	1) 提供精確配比的反應氣體（H?O、CO?）和載氣（如N?、Ar），并控制流量和濕度。 2) 氣源：高純度CO?、H?O（蒸汽）、N?（Ar）、H2、Air（O2）（含減壓閥）。 3) 質量流量控制器（MFC）：精度±1% F.S.，流量范圍0–500 sccm。 4) 蒸汽發生器：通過液態水蒸發產生H?O蒸汽，濕度范圍5–50%。 5) 氣體混合器：實現多組分氣體（如H?O/CO?/N?）的均勻混合。 6) 氣體管路：316不銹鋼管，耐高溫、耐腐蝕。 7) 控制方式：通過PLC編程實現氣體流量、濕度的自動調節。
加熱與溫度控制模塊	1) 提供穩定的高溫環境（600–900°C），確保SOEC正常運行。 2) 反應爐：最高溫度1100°C，控溫精度±1°C，加熱區長度≥300 mm。 3) 預熱爐：用于反應前的氣體加熱，最高溫度600°C，控溫精度±1°C，加熱區長度≥100 mm。 4) 熱電偶：K型熱電偶，實時監測電池溫度。 5) 隔熱材料：陶瓷纖維，減少熱損失。 6) 控制方式：PID溫控器匹配功率調節，支持多段升溫程序。
電熱系統催化專用夾具模塊	1) 功能：在高溫和電場協同作用下，催化H?O/CO?電解反應。 2) SOEC單電池：電解質：YSZ或GDC薄膜（厚度10–30 μm）。陰極（燃料極）：Ni-YSZ、Ni-CeO?-YSZ或Co-Fe鈣鈦礦。陽極（氧電極）：LSCF或LSM。 3) 催化劑修飾：通過浸漬法在陰極表面負載納米催化劑（如CeO?、Co?O?）。 4) 梯度孔隙結構：優化氣體擴散與反應活性。 5) 納米催化劑：提升電熱催化活性。用戶可根據需求選擇其中一種或多種電熱催化專用夾具 1) 半電池SOEC電池夾具，有效直徑φ12，面積1cm2，主要分析工作電極的性能； 2) 管式SOEC電池夾具，有效直徑φ12，面積1cm2，可分別分析陰陽極催化劑的性能； 3) 板式全陶瓷制SOEC夾具，有效規格2020mm方形，面積4cm2，全陶瓷制可避免金屬內不良元素的影響，氣體流道設計，實現高效的氣固反應，集流體采用鉑網，接觸面積大，接觸電阻極小； 4) 板式石英制SOEC夾具，有效規格2020mm方形，面積4cm2，可以實現光電熱體系下的催化劑評價。
電化學測試模塊	電化學測試模塊（選配，一般由用戶提供或采購） 1) 功能：測量SOEC的電壓、電流、功率密度及電化學阻抗譜（EIS）。 2) 電化學工作站：支持恒電位、恒電流、EIS模式，電壓范圍±10 V，電流范圍±2 A。 3) 電流收集器：鉑或鎳網，確保低接觸電阻。 4) 測試夾具：氧化鋁陶瓷夾具，耐高溫、絕緣性好。 5) I-V曲線：掃描電壓（0.5–2.5 V），記錄電流密度。 6) EIS：頻率范圍0.1 Hz–1 MHz，分析歐姆阻抗、電荷轉移阻抗及擴散阻抗。
數據采集	1) 功能：實時采集、存儲和分析實驗數據。 2) 數據采集卡：多通道，支持電壓、電流、溫度同步采集。 3) 軟件平臺：IoT軟件，用于數據可視化與分析。 4) 數據庫：存儲實驗參數與結果，支持后續查詢與處理。 5) 采用15英寸工業觸控屏
GC分析模塊	選配鑫視科GC，可選擇SSC-GC60或SSC-GC70（EPC） 1) 配置在線自動閥，實現全自動進樣； 2) 配置TCD、FID+轉化爐、FID毛細，三個檢測器； 3) 配置對應的色譜柱、空氣發生器、氫氣發生器。
安全與尾氣處理模塊	1) 功能：確保實驗安全，處理尾氣中的有害成分（如CO、H?）。 2) 氣體泄漏檢測器（標配）：實時監測H?、CO濃度，超標報警。 3) 尾氣燃燒器（選配）：將未反應的H?/CO轉化為H?O/CO?。 4) 緊急停機系統（標配）：異常情況下自動切斷氣源和電源。 5) 通風系統（用戶自備）：強制排風，保持實驗環境安全。
系統優勢	1) 高精度控制：氣體流量、溫度、濕度可精確調節，滿足多種實驗需求。 2) 多功能測試：支持I-V曲線、EIS、長期穩定性等多種測試模式。 3) 電熱協同：通過局部加熱和電場調控，研究電熱催化機制。 4) 安全性高：配備氣體泄漏檢測、尾氣燃燒和緊急停機系統。
應用場景	1) 材料研究：評估新型電解質、電極材料的性能。 2) 工藝優化：優化電池制備工藝（如燒結溫度、電極厚度）。 3) 系統集成：測試SOEC電堆在實際操作條件下的性能。
電熱催化機理	電熱催化是指在電場和熱場的協同作用下，催化反應速率和選擇性的顯著提升。 1 電場作用 l 降低活化能：電場通過改變催化劑表面的電荷分布，降低H?O/CO?分子解離的活化能。 l 促進離子遷移：電場加速O2?離子在電解質中的遷移，提高電解效率。 l 調控反應路徑：電場可改變反應中間體的吸附能，優化反應路徑。 2 熱場作用 l 提高反應速率：高溫增加分子動能，加速H?O/CO?的吸附、解離和重組。 l 改善催化劑活性：高溫下催化劑表面重構，暴露更多活性位點。 l 增強離子導電性：高溫提升電解質和電極的離子/電子導電性。 3 電熱協同效應 l 非線性增強：電場和熱場的協同作用通常表現為非線性增強效應，即電熱耦合下的性能提升遠高于單獨電場或熱場的疊加。 l 局域熱點效應：電場集中區域可能產生局域熱點，進一步促進反應動力學。