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二氧化碳电催化气相产物检测 二氧化碳电催化气相产物检测

二氧化碳电催化气相产物检测

01 背景概述
在国家“双碳”战略背景下，二氧化碳电催化还原（CO2RR）依靠电场驱动与催化剂将 CO2转化为高附加值化学品与燃料，可耦合风电、光伏等可再生电力，是实现人工碳循环、属于 CCUS 碳捕集利用范畴的核心技术路线。CO2RR为多质子电子偶联复杂反应，随催化剂种类、运行工况改变，会发生多电子转移反应，生成 CO、H2、CH4、C2H4、C2H2等多种气相产物。精准的气相产物检测对科研工作至关重要：

02 传统检测手段痛点
当前CO2RR气相产物主流检测方式为恒电位电解 + 离线气相色谱测试，该方案存在明显短板：
（1）仅能获取总电流信号，无法捕捉反应分步动态过程，不利于反应机理挖掘；
（2）多为单点稳态测试，电位扫描、电位调制工况下难以开展原位检测；
（3）气相色谱设备分析周期长，需要频繁标定，消耗载气等耗材，使用成本高，操作流程复杂。
03 解决方案

相较于传统气相色谱分析仪，基于拉曼光学散射原理的激光拉曼光谱分析仪响应速度快，无需载气、色谱柱等耗材且现场维护成本低；本方案将其与CO2RR反应池串联，可在电位变化或调制过程中原位在线获取气相产物的变化规律，适用于各类CO2RR反应，是研究电化学反应机理以及快速筛选、评价电催化剂的重要分析仪器。
实际应用案例｜湖北重点高校 SOEC 高温 CO₂电解项目

该高校实验室开展SOEC高温固体氧化物电解CO₂制CO研究，原有气相色谱仪检测方式在单个恒定电位下单组气相产物分析周期超30min，无法捕捉反应动态变化、难以解析分步反应行为，接入激光拉曼分析仪与电催化装置串联测试后，大幅缩短产物分析时间，实现气相产物瞬时检测与法拉第效率快速测定，为后续反应机理解析与催化剂性能评估提供科学的数据支撑。

04 方案价值

原位在线
和电催化反应池无缝串联，跟随电位动态变化持续采集数据

快速响应
高时间分辨率，捕捉瞬时反应信号，弥补离线色谱动态检测短板

低运维成本
无载气、色谱柱消耗，后期维护简单，维护成本低

科研适配
适配高温SOEC、GDE、MEA等多种电催化体系，服务催化剂筛选、机理探究等科研场景
05 相关产品

激光拉曼光谱气体分析仪 LRGA-3100
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LRGA-3100激光拉曼光谱气体分析仪由四方仪器（四方光电全资子公司）自主研发，在国家重大科学仪器设备开发专项产品LRGA-6000基础上，通过对光路与结构进行优化，大幅缩小了拉曼分析仪的整体尺寸，新一代产品更为小巧便携。LRGA-3100基于激光拉曼散射原理，通过对待测气体的特征拉曼散射光谱进行增强、收集、处理和识别，可对气体成分进行定量计算，实现在线实时对多种类气体进行定性及定量监测。秒级响应，无需长久等待。
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激光拉曼光谱气体分析仪 LRGA-6000
激光拉曼光谱气体分析仪 LRGA-6000
LRGA-6000激光拉曼光谱气体分析仪基于激光拉曼散射原理，通过对待测气体的特征拉曼散射光谱进行增强、收集、处理和识别，并对含量进行定量计算，可同时对多种气体进行在线和实时检测。
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煤气分析仪（在线型） Gasboard-3100
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Gasboard-3100煤气分析仪（在线型）采用自主知识产权的非分光红外（NDIR）气体分析技术，长寿命电化学传感技术，及基于MEMS的热导技术，可同时在线测量煤气、生物燃气的热值，以及CO、CO2、CH4、H2、O2、CnHm等气体的体积浓度。
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