能源是人类生存的重要资源,随着社会的发展传统能源面临一系列问题,能源枯竭,环境污染,温室气体CO₂过量排放,全球变暖。新能源如风能、太阳能的发展有望缓解传统能源的问题,但高弃光率、弃风率、电能无法并网、浪费等问题严重制约着新能源的发展。固体氧化物电解池（SOEC）是近年来学者较为关注的新型电解池,采用SOEC将H₂O和CO₂进行共电解制备H₂和CO有望成为捕集、利用CO₂,有效利用新能源和实现能源存储的重要方式。当前,SOEC共电解技术还不成熟,对于共电解性能分析以及提高共电解表现的方法仍是学者关注的对象。模拟仿真是研究新技术的重要手段,建立模型分析共电解的表现对共电解的实验研究和发展有着重要的意义。本文以前人对共电解的研究为基础,分析其在实验和模拟研究中所采用的方法理论,建立了前人研究较少的热力学、电化学和流体力学相耦合的三维综合共电解模型。模型考虑了质量、动量、能量的守恒及主要电化学反应,分析三维模型中共电解的表现。在模拟结果中分析系统的流场、温度场以及组分分布情况,比较氢电极和氧电极在不同的操作条件对共电解的影响。另外,在多流道结构中,不同的流道形式对共电解的影响仍不明确,为此本文建立板式多流道共电解模型,分别比较单体共电解和多流道共电解顺流式、对流式和交叉式流道的影响,为实验研究提供参考。模拟结果表明,在共电解中,流道内气体中心流速较大,而边缘和电极内流速较低,各组分气体分布基本为反应物气体沿流道浓度逐渐降低,同一截面下电极内浓度较低,而生成气体与之相反。氢电极气体流速对于共电解气体转化率有较大影响,流速越高,转化率越低,但总产气量在流速升高时会存在一个快速上升阶段,其后上升减缓,氧电极气体流速影响较小。在顺流式、对流式和交叉式流道影响中,单体对流式流道要优于顺流式,但相差较小;多流道对比中,交叉式流道电流密度分布整体较高,分布均匀,整体表现较好。根据本文的模拟结果可知,在共电解过程中不同分布情况各有特点,操作条件对共电解有较大影响。另外虽然相比材料和操作条件,流道形式对共电解表现影响较小,但通过改变流道形式适度提高共电解的表现仍是一种便捷而有效的方式。