固体氧化物电解池制氢（SOEC）是一种基于陶瓷电解质材料离子传导特性的先进高温电解水制氢技术。其核心原理

在于：利用固体氧化物电解质（通常为氧离子导体如YSZ或质子导体如BCZY）在高温（通常在600℃至900℃范围内）下特

有的离子（氧离子O²⁻或质子H⁺）导电性，将水蒸气（H₂O）直接高效地分解为高纯度的氢气（H₂）和氧气（O₂）。

　　固体氧化物电解池制氢（SOEC）

　　工作原理详解：

　　在SOEC电解池中，水蒸气被输送到阴极（燃料极）。在高温和外加电压的作用下，水分子在阴极发生还原反应，分解为氢气

（H₂）和氧离子（O²⁻）。产生的氧离子则通过致密的固体氧化物电解质层，迁移到阳极（空气极）。在阳极，氧离子失去电子被

氧化，结合生成氧气（O₂）。整个过程中，固体氧化物电解质不仅作为离子传输的通道，也严格分隔了氢气和氧气产物。高温环境

极大地降低了水分解反应的理论电压需求，并显著提升了电极反应动力学和离子传导速率，这是SOEC实现高效率的关键。

　　显著的核心优势：

　　相较于低温电解水技术（如碱性电解ALK和质子交换膜电解PEM），SOEC展现出多项突出优势：

　　1.高效率：高温大幅降低了电化学反应所需的理论能量（吉布斯自由能变），显著提高了电能到化学能的转换效率（电能消耗低）。

其系统效率（包括可利用废热）可远超100%（基于低热值LHV计算），是目前效率最高的电解水制氢路线之一。

　　2.低成本潜力：高效率和低电能消耗直接降低了制氢的电力成本。此外，高温下无需使用贵金属催化剂（如PEM所需的铂），主要

材料为陶瓷和镍基材料，降低了材料成本。

　　3.共电解（Co-electrolysis）能力：SOEC不仅能电解水，还能同时电解二氧化碳（CO₂）与水蒸气（H₂O）的混合物，直接合成

合成气（H₂+CO）。这一特性使其成为利用可再生能源电力将CO₂转化为有价值燃料（如合成燃料、化学品）的关键平台技术，助力

碳循环利用。

　　4.可逆性（ReversibleOperation）：SOEC设备在原理上可反向运行，即转变为固体氧化物燃料电池（SOFC）模式，将氢气（或

其它燃料）的化学能直接转化为电能。这种“可逆固体氧化物电池”（rSOC）特性为实现电-氢-电的灵活转换与储能提供了独特解决方案。

　　5.多场景适应性：SOEC的高温特性使其非常适合与工业余热、核能、太阳能热发电（CSP）等热源进行高效集成，利用原本可能

废弃的中高温热能，进一步降低制氢的总能耗和成本。这种热电联供模式拓展了其应用场景。

　　产业与科研布局加速：

　　随着全球碳中和目标的推进，利用可再生能源电力高效、大规模制备“绿氢”已成为能源转型的核心焦点之一。SOEC凭借其卓

越的高效率和独特的共电解等优势，正从实验室研究加速迈向产业化应用。近年来，这一领域持续吸引着全球领先的能源企业、装备

制造商、初创公司和顶尖科研院所的关注与投入。产业界积极布局中试线和示范项目，科研界则在材料（如提升耐久性、降低工作

温度）、电池/电堆结构设计、系统集成优化等方面不断取得突破。关于关键材料进展、大型电堆开发成功、兆瓦级示范项目启动、

重要战略合作达成等最新动态也频繁见诸报道，显示出SOEC技术正处于快速发展与商业化的关键爬坡期。

　　超声波喷涂设备用于许多电解涂层应用中。催化剂层的高度均匀性和悬浮颗粒的均匀分散能够创造非常高效的电解槽涂层，无论

是单面还是双面。在绿色氢气生产中，氢气是通过电解分解水产生的，只产生氢气和氧气。超声波喷涂设备在这个真正的绿色能源生

产过程中为电解槽涂上涂层。

　　在大量氢燃料电池生产中，验证了超声波喷涂设备用于PEM电解槽涂层是理想的方式，它是将碳基催化剂油墨喷涂到电解质膜上

的理想选择。超声波喷涂设备是完全自动化的，能够双面涂布，并能够将不同的催化剂配方应用于膜的每一侧。涂层的耐久性和可重

复性被证明优于其他涂层方法，通常不仅能够延长涂层PEM得使用寿命，还能够提供更高的效率。

　　中型超声波喷涂机

　　在碳捕获电解应用中，超声波涂层设备将催化剂应用于膜，用于在进入大气之前分离和捕获二氧化碳。二氧化碳与工业过程中产生的

废气流中的其他气体分离，例如燃煤和天然气发电厂或钢铁和水泥厂的废气流；旨在减少碳排放，以应对全球变暖。通常，捕获的二氧化

碳可以被加工成有价值的碳基副产品，如塑料、橡胶或燃料。