高温固体氧化物电解水技术（SOEC）：是一种高温电解水技术，操作温度为 700-1000℃。其结构为氢电极、氧电极和一层致密的固体电解质（包括固体氧化 锆等）组成。由于工作温度高，极大地增加了反应动力并降低电能消耗，可以达 到很高的电解效率，但缺点是需要提供高温热源。 

SOEC电解槽技术原理

SOEC（高位固体氧化物电解）相比常温电解水技术可以提供更高的能源转化效率。从技术原理上进行分类，SOEC 可分为氧离子传导型 SOEC 和质子传导型 SOEC。 

质子传导型 SOEC 是在阳极侧供给高温水蒸气并发生氧化反应，水分子失去电子后 生成氧气和质子。质子通过电解质传导到达阴极后发生还原反应，在阴极处生成 氢气。 

氧离子传导型 SOEC 从阴极侧供给水蒸气。水分子在得到电子后生成氢气， 并电离出氧离子。氧离子经过电解质传导至阳极后，经氧化形成氧气。 

目前对 SOEC 电解水技术的商业化尝试主要集中于氧离子传导型 SOEC。由于质子 传导型 SOEC 在技术层面和材料选择层面的要求更高，目前的发展进度落后于氧离 子传导型 SOEC。

SOEC 电解池核心组成部分为：电解质、阴极和阳极，多个电解池组装在一起成为 SOEC 电堆。多个电堆和气体处理系统、气体输送系统组成 SOEC 电解模块。多个 SOEC 电解模块与配电设备、其他辅助设备组成一个完整的 SOEC 系统。

SOEC 电解质通常选用钇稳定的氧化锆（YSZ）和钪稳定的氧化锆（ScSZ）等导电 陶瓷材料。 

阴极需要与高温水蒸气直接接触，在高温高湿下需要具备化学稳定性，同时需要 与电解质材料具备类似的热膨胀属性，因而通常选用金属陶瓷复合材料，镍、钴、 铂、钯是常见的 SOEC 阴极材料。 

阳极需要在高温氧化环境下保持稳定，需要具备优良的电子导电率、氧离子导电 率和催化活性，同时热膨胀系数也需要和电解质匹配，目前使用钙钛矿氧化物制 备的导电陶瓷材料是最常见的阳极材料，其中最具代表性的是掺杂锶的锰酸镧 （LSM）。

SOEC电解槽市场现状

在高温固体氧化物电解水制氢技术（SOEC）路线上，中国还处于非常早期的阶段，最快也还仅到几十KW级别，而国外已经迈入到MW级别。

公开资料可以获取的信息可以看到，只有为数不多的企业在研或在该技术上取得了一定的突破。

SOEC电解水制氢技术最大的优势是电耗低，适合产生高温、高压慕汽的光热发电系统。但由于对阴阳极材料的特性要求较高，使得材料的成本大大增加、因此商业化应用受到限制。

高温因体氧化物电解水技术总体产业化程度不高，推出的商业化产品较少。

温度越高，电解水制氢所需的电耗越低。简单理解，碱性和PEM完全依靠电能拆开氢氧键，SOEC依靠热能和电能拆开氢氧键，所需电能更少，电耗更低。

长期的高温高湿运行环境对材料造成衰减，影响电解槽使用寿命。

由于在运行过程中对于热能的需求更大，所以SOEC的主要应用场景比较受限。国外SOEC示范项目主要集中于热能资源丰富或废热较多的地区，如钢铁冶炼工厂、化工合成工厂或者核能发电工厂，国内目前尚处于研发示范阶段。