نظام تقييم المحفزات الكهروحرارية التآزرية مع الكهروضوئي الحراري

يُعد نظام تقييم المحفزات التآزرية الكهروحرارية TKSC-SOEC80 منصة تجريبية لخلايا التحليل الكهربائي لأكسيد صلب (SOEC)، حيث يجمع بين التأثيرات التآزرية للمجالين الكهربائي والحراري لتحقيق التحليل الكهربائي الفعال للماء وثاني أكسيد الكربون لإنتاج الهيدروجين وأول أكسيد الكربون، وهو التفاعل العكسي لخلايا الوقود الصلبة (SOFC). يدرس النظام تأثيرات الاقتران الكهروحراري على أداء التحليل الكهربائي، ويُحسّن مواد المحفز ومعايير التشغيل من خلال التحكم الدقيق في درجة الحرارة والجهد الكهربائي وتركيب الغاز. يتميز نظام تقييم خلايا التحليل الكهربائي لأكسيد صلب (SOEC) هذا بتصميم علمي ووظائف شاملة، مما يجعله قادرًا على تلبية مجموعة واسعة من احتياجات الاختبار، بدءًا من أبحاث المواد وصولًا إلى تكامل الأنظمة. بفضل التحكم عالي الدقة ووحدات الاختبار متعددة الوظائف، يُمكنه توفير بيانات موثوقة لدعم تحسين أداء خلايا التحليل الكهربائي لأكسيد صلب (SOEC) وتطبيقاتها التجارية.
تتمتع الحفزية الكهروضوئية الحرارية متعددة المجالات بإمكانيات هائلة في معالجة البيئة (مثل التحلل الفعال للملوثات)، وتحويل الطاقة (مثل اختزال ثاني أكسيد الكربون، وتحليل الماء)، والتخليق الكيميائي. فعلى سبيل المثال، في اختزال ثاني أكسيد الكربون، يوفر الضوء طاقة الإثارة، وتساعد الكهرباء في نقل الإلكترونات، وتعزز الحرارة تنشيط المواد المتفاعلة، وقد يؤدي الجمع بين هذه العوامل الثلاثة إلى تحسين انتقائية المنتج وسرعة التفاعل؛ كما يُستخدم الاقتران الكهروضوئي الحراري في التخليق الكهربائي للأمونيا. تمثل الحفزية الكهروضوئية الحرارية أحدث التوجهات في مجال الحفزية التآزرية متعددة المجالات الطاقية، وستلعب دورًا هامًا في مجال الكيمياء الخضراء والحياد الكربوني في المستقبل.

مزايا نظام SOEC
1. دراسة تأثير التآزر الكهروحراري على كفاءة التحليل الكهربائي لخلايا SOEC وتحسين مواد المحفز ومعايير التشغيل (درجة الحرارة، الجهد).
2. قارن أداء المحفزات المختلفة (مثل Ni-YSZ مقابل المحفزات المطعمة بـ Ce/Co) في التحليل الكهربائي لـ H2O/CO2.
3. لدراسة تأثير درجة الحرارة (600-800 درجة مئوية) والجهد (0.5-2 فولت) على كثافة التيار وكفاءة فاراداي والاستقرار.
4. تحليل أطياف المعاوقة الكهروكيميائية (EIS) للكشف عن آلية حركية التفاعل.
5. الكشف المنهجي عن آلية التحفيز الكهروحراري في خلايا SOEC من خلال التنظيم التآزري لدرجة الحرارة والجهد، والتمييز متعدد المقاييس، واختبارات الاستقرار على المدى الطويل.
6. إدخال مطيافية رامان عالية الحرارة في الموقع لتتبع السلوك الديناميكي للمحفز في الوقت الحقيقي.
7. "عامل التآزر الكهروحراري" لتحديد قوة تأثير الاقتران الكهروحراري.
توفير أساس تجريبي ونظري للتحليل الكهربائي الفعال لثاني أكسيد الكربون إلى غاز التخليق (H2/CO) أو الهيدروجين الأخضر.