Hệ thống đánh giá chất xúc tác hiệp đồng điện-nhiệt với quang-nhiệt

Hệ thống đánh giá chất xúc tác hiệp đồng điện-nhiệt TKSC-SOEC80 là một nền tảng thí nghiệm tế bào điện phân oxit rắn (SOEC) kết hợp các hiệu ứng hiệp đồng của trường điện và trường nhiệt để điện phân hiệu quả H2O/CO2 tạo ra H2/CO, là phản ứng ngược của SOFC. Hệ thống này nghiên cứu ảnh hưởng của hiệu ứng ghép nối điện-nhiệt đến hiệu suất điện phân và tối ưu hóa vật liệu xúc tác cũng như các thông số vận hành bằng cách kiểm soát chính xác nhiệt độ, điện áp và thành phần khí. Hệ thống đánh giá SOEC này được thiết kế khoa học và có chức năng toàn diện, đáp ứng được nhiều nhu cầu thử nghiệm từ nghiên cứu vật liệu đến tích hợp hệ thống. Với khả năng điều khiển chính xác cao và các mô-đun thử nghiệm đa chức năng, nó có thể cung cấp dữ liệu hỗ trợ đáng tin cậy cho việc tối ưu hóa hiệu suất SOEC và ứng dụng thương mại.
Xúc tác đa trường kết hợp quang điện nhiệt có tiềm năng trong xử lý môi trường (ví dụ: phân hủy hiệu quả các chất ô nhiễm), chuyển đổi năng lượng (ví dụ: khử CO2, phân hủy nước) và tổng hợp hóa học. Ví dụ, trong quá trình khử CO2, ánh sáng cung cấp năng lượng kích thích, điện giúp truyền electron, và nhiệt thúc đẩy hoạt hóa chất phản ứng, sự kết hợp của ba yếu tố này có thể cải thiện tính chọn lọc sản phẩm và tốc độ phản ứng; ghép nối quang nhiệt cho quá trình điện tổng hợp amoniac. Xúc tác quang điện nhiệt đại diện cho hướng đi tiên tiến của xúc tác hiệp đồng đa trường năng lượng, và sẽ đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực hóa học xanh và trung hòa carbon trong tương lai.

Ưu điểm của hệ thống SOEC
1. Nghiên cứu ảnh hưởng của sự phối hợp điện nhiệt đến hiệu suất điện phân SOEC và tối ưu hóa vật liệu xúc tác cũng như các thông số vận hành (nhiệt độ, điện áp).
2. So sánh hiệu suất của các chất xúc tác khác nhau (ví dụ: chất xúc tác Ni-YSZ so với chất xúc tác pha tạp Ce/Co) trong quá trình điện phân H2O/CO2.
3. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ (600-800°C) và điện áp (0,5-2V) đến mật độ dòng điện, hiệu suất Faraday và độ ổn định.
4. Phân tích phổ trở kháng điện hóa (EIS) để làm sáng tỏ cơ chế động học của phản ứng.
5. Hệ thống hóa việc làm sáng tỏ cơ chế xúc tác điện nhiệt trong SOEC thông qua điều chỉnh đồng thời nhiệt độ-điện áp, đặc trưng hóa đa cấp và thử nghiệm độ ổn định lâu dài.
6. Giới thiệu phương pháp quang phổ Raman nhiệt độ cao tại chỗ để theo dõi hành vi động học của chất xúc tác trong thời gian thực.
7. 'Hệ số hiệp đồng nhiệt điện' để định lượng cường độ của hiệu ứng ghép nối điện nhiệt.
Cung cấp cơ sở thực nghiệm và lý thuyết cho quá trình điện phân CO2 hiệu quả để tạo ra khí tổng hợp (H2/CO) hoặc hydro xanh.