CO2电催化转化测试系统
实验室小型CO₂电催化转化测试系统，是实现CO₂资源化利用、推动“双碳”目标落地的核心科研工具。（1）可深入研究CO₂电催化转化的反应机理，包括CO₂分子的吸附、活化、反应路径及中间产物演变规律；（2）系统评估不同类型电催化剂（如金属基、金属氧化物、碳基、MOFs基等）对CO₂的还原活性、选择性、稳定性和抗中毒能力；（3）反应动力学研究：建立CO₂电催化转化反应的动力学模型，量化反应速率与电位、温度、CO₂浓度、电解质组成等参数的关系。
系统组成：原料气供应系统、电解反应系统、电解质循环系统、产物分析与检测系统。
（1）原料气供应系统
- 核心设备：CO₂气瓶/发生器、气体纯化装置、质量流量控制器
- 主要参数：
- CO₂纯度：≥99.99%
- CO₂流量：1~1000mL/min（标准状态下）
- 气体压力：1~0.5MPa（表压）
- 杂质含量：O₂≤10ppm，H₂O≤10ppm
- 功能：提供符合实验要求的高纯度CO₂气体，并实现流量和压力的精确控制
（2）电解反应系统
- 核心设备：电解池、电源系统、温度/压力控制系统
- 主要参数：
- 电解池类型：H型电解池（常见）、流动型电解池、膜电极电解池、微流控电解池
- 工作电位范围：~3V~+3V（相对于标准氢电极）
- 电流密度范围：0~1000mA/cm²
- 操作温度：室温~80℃
- 操作压力：常压~2MPa
- 电极面积：1~10cm²
- 功能：实现CO₂在电催化剂作用下的电催化转化反应
（3）电解质循环系统
- 核心设备：电解质储罐、循环泵、换热器、过滤器
- 主要参数：
- 电解质类型：水溶液（如KHCO₃、KOH）、离子液体、熔融盐等
- 电解质浓度：01~5mol/L
- 循环流量：1~100mL/min
- 温度控制精度：±0.5℃
- 功能：实现电解质的循环供应、温度调节和杂质过滤，维持电解反应的稳定进行
（4）产物分析与检测系统
- 核心设备：气相色谱仪、液相色谱仪、质谱仪、在线气体分析仪
- 主要参数：
- 气相产物检测范围：CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆等
- 液相产物检测范围：HCOOH、CH₃OH、C₂H₅OH等
- 检测精度：±0.1%
- 响应时间：≤10s
- 数据采集频率：1~10Hz
- 功能：实时监测电解产物的组成和浓度，计算CO₂转化率、产物选择性和能量效率
（5）自动控制系统
- 核心设备：PLC控制器、触摸屏、数据采集与处理系统
- 主要参数：
- 电位控制精度：±0.1V
- 电流控制精度：±0.1mA
- 温度控制精度：±1℃
- 数据存储容量：≥100GB
- 功能：实现电解过程的自动化控制和数据采集、存储与分析
| 系统组成 | 核心设备 | 关键技术参数 | 参考值 |
| 原料气系统 | CO₂气瓶、质量流量控制器 | CO₂纯度≥99.99%，流量1~1000mL/min | CO₂纯度：99.999%，流量10~500mL/min |
| 电解反应系统 | H型电解池、电化学工作站 | 电位范围：~3V~+3V，电流密度0~1000mA/cm² | 电位范围：~2V~+1V，电流密度0~500mA/cm² |
| 操作温度：室温~80℃，压力：常压~2MPa | 操作温度：25~60℃，压力：常压~0.5MPa | ||
| 电解质系统 | 循环泵、换热器 | 电解质浓度：0.01~5mol/L，流量：1~100mL/min | 电解质浓度：0.1~2mol/L，流量：10~50mL/min |
| 分析检测系统 | 气相色谱仪、在线分析仪 | 检测精度：±2%，响应时间：≤10s | 检测精度：±1%，响应时间≤5s |
| 控制系统 | PLC控制器、触摸屏 | 电位控制精度：±0.1V，电流控制精度：±0.1mA | 电位控制精度：±0.1V，电流控制精度：±0.1mA |