高温固体氧化物电解池（SOEC）是一种在高温下（通常为700–900 °C）工作的电化学装置，它能将电能和热能高效地转化为化学能。其核心工作原理是利用固态氧化物陶瓷作为电解质，在外部电压作用下，阴极将水蒸气或二氧化碳等分子电化学还原，生成氢氣、一氧化碳等价值产物，同时氧离子通过电解质迁移至阳极，释放出氧气。例如，在电解水蒸气时，阴极产生氢气，阳极则析出氧气。

SOEC技术最显著的优势在于其超高的能量转化效率。由于其高温工作特性，部分能量需求由热能提供，而热能的成本远低于电能，这使得SOEC系统的电-化学转化效率显著提升。高温电解制氢（HTSE）的热转化效率预计可达48%至59%。此外，SOEC具有反应速率快、电流密度高以及应用场景广泛等特点，它不仅能够电解水制氢，还能高效电解二氧化碳、参与水蒸气-甲烷共电解，甚至处理氮氧化物，实现“一机多用”。

凭借这些技术优势，SOEC在可再生能源的规模化储存与碳减排方面展现出巨大潜力。它能够将间歇性的风能、太阳能等绿色电力稳定地转化为氢能或合成燃料，有助于解决可再生能源的消纳问题，并为化工、交通等难以直接电气化领域的低碳转型提供了关键技术路径。