SOEC作为一个反应器，同时通入水和CO₂可以生成H₂和CO，这一产物也被称为合成气（Syngas）。合成气的转化利用在现代化工中起着非常重要的作用。它可以为甲醇、烯烃、芳香烃、医药中间体等化工品提供合成原料；合成eFuels帮助交通等领域脱碳并可作为长周期储能技术手段，通过SOFC发电供应稳定电力。利用可再生电力电解生产合成气让费托合成等化工生产实现零碳排放成为现实，未来若采用空气中捕捉的CO₂与H₂O共电解将有望实现负碳排放。

图1：氧离子传导SOEC的反应过程

图2：SOEC共电解H2O/CO2技术合成CH4的工作原理

图3： 高温电解耦合CO2甲烷化