特点：

快速加热：1s加热到3000°C

3000℃内准确控制加热温度

可加热各种粉末、薄膜、块体

环境友好：低能耗、不需溶剂或者反应气体

升降温速度快（105⁓106 K/s）

数据采集精度高

可定制持续放电0-500s

与常规管式炉装置相比，焦耳热是一种典型的非辐射热加热方法，无需通过电热丝、焦耳热反应器是一种利用焦耳热效应的反应器装置，可实现极短时间（1 s-10 s，蕞短80 ms）内的快速升温（蕞高可达3000+ ℃）。

焦耳热和传导热对比：

应用案例（一）石墨烯的连续低碳生产

通过开发一种集成自动系统和热解-FJH耦合技术，实现了生物质废物到高价值闪蒸石墨烯的连续、低碳生产，不仅

提高了资源的循环利用率和生产效率，还降低了环境影响，展示了在催化、能源存储和环境治理等多个领域的应用

潜力，同时在经济效益和环境可持续性方面具有显著优势，为推动石墨烯材料的工业化应用和实现绿色生产提供了

创新解决方案。

应用案例（二）闪蒸焦耳合成高熵合金

通过闪蒸焦耳热技术来合成高熵合金。这项技术涉及将适量的碳源（如活性炭或碳黑）与金属盐前驱体在高温下混

合。在超过2000 K的温度下，碳源燃烧产生热冲击，迅速将金属盐还原为金属原子，这些原子随后在高温下形成固

溶合金结构，并通过快速冷却（105 K·s−1）来生产高熵合金。这种方法能够在短时间内实现金属原子的快速扩散

和均匀分布，从而形成成分均一的合金。通过调整碳源的类型和数量，可以调节合金的微观结构和性能。

应用案例（三）利用闪蒸焦耳加热技术从煤灰中提取重金属

通过闪蒸焦耳加热（FJH）技术，用于从煤飞灰中去除重金属。该技术能够在极短时间内将温度提升至约3000°C，

实现对砷、镉、钴镍和铅等重金属的高效去除，去除率可达70-90%。处理后的煤飞灰（CFA）可以作为波特兰水

泥的替代品，不仅提升了水泥的强度，还减少了在酸性环境中的重金属泄露。此外，该技术在能源效率和成本效

益方面表现出色，电能成本约为每吨21美元。生命周期分析显示，CFA的再利用有助于减少温室气体排放和重金属

排放，与填埋相比，能源消耗得到了有效平衡。FJH技术不仅适用于煤飞灰的处理，还有潜力用于其他工业废物的

去污染处理。

应用案例（四）可持续制造高性能锂离子电池阳极材料

这篇论文介绍了一种利用人类头发这种生物废料，通过瞬时加热技术制造石墨烯碳材料的方法，用于生产高性能的

锂离子电池阳极。该方法不仅提高了材料生产的可持续性，降低了成本和环境影响，还增强了供应链的韧性，并为

电池性能优化提供了新途径，同时开辟了将废弃物转化为有用材料的科学研究新领域。

应用案例（五）利用闪蒸焦耳热技术合成铁基催化剂用于高效水处理

通过碳辅助的瞬时焦耳加热方法合成了一种新型铁基材料，该材料结合了单原子和高指数晶面纳米粒

子的特性，显著提高了在过流酸盐机活过程中产生羟基自由基的能力，用于高效降解有机污染物，如

医疗废水中的抗生塑，以及减少抗生塑抗性基因的环境传播，展示了在水处理和环境保护领域的应用

潜力。

.

应用案例（六）利用焦耳热实现金属陶瓷材料的超快速致密化

通过焦耳热的高效利用，为金属陶瓷材料如碳化钨（WC）的烧结提供了一种快速且节能的方法，使得生坯体在

极短的时间内达到高温，从而加速致密化过程，显著提高了材料的密度和机械性能，同时保持了材料的微观结构

均匀性，这对于制造高性能硬质和金和耐磨材料具有重要意义。

应用案例（七）废弃塑料转化为清洁氢气的创新技术

介绍了一种将废弃塑料通过快速焦耳加热技术转化为清洁氢气和高纯度石墨烯的方法，不仅实现了零碳排放，

还通过石墨烯副产品的潜在销售实现了氢气生产的负成本，为清洁能源生产和废物回收提供了一种经济可行

且环境友好的解决方案。