文 献 综 述

1.引言

能源是人类活动的物质基础。从古至今，人类社会的进步和每一次文明的重大变革都离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。当今世界，新能源的发展，清洁能源的使用，是全世界共同关心的问题，决定着未来社会的发展。固体氧化物燃料电池（SOFC）具有高能量转化效率和低污染排放等特点，被认为是未来能源经济的基石^[1]。

燃料电池是一种新型的发电装置，由于其不受卡诺循环的限制，能量转化率能达到60%以上，能源综合利用率理论上能达到100%，大大超过内燃机的28%，它在众多领域都有潜在的应用：1）移动电源；2）电动汽车；3）紧急备用电源即UPS系统；4）独立发电站（从几兆瓦级的大型发电站到几千瓦级的家用电源）等等^[2-3]。

按照电解质的不同，燃料电池主要分为五种，分别为：碱性燃料电池(Alkaline fuel cell, AFC)、质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cell, PEMFC)、磷酸燃料电池(Phosphoric acid fuel cell, PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池 (Molten carbonate fuel cell, MCFC)和固体氧化物燃料电池(Solid oxide fuel cell, SOFC)^[5-8]。1.AFC 效率高、稳定性好，目前主要作为太空电源。2.PAFC 作为中低温燃料电池具有高效、无噪声、零污染等优点，是当前商业化进程较快的一种电池。3.PEMFC 具有操作温度低、启动时间短等优点，其在汽车动力的研究方面已经取得实质性的进展。4.MCFC 的操作温度高，这在发电气轮机和大规模的工业应用方面有着很大的吸引力。5.SOFC 由于其燃料多样性是解决能源短缺和环境污染的重要手段，因而受到研究者的普遍关注。

固体氧化物燃料电池(SOFC)是其中一类燃料电池，它不仅存在零污染的潜力，而且无噪音、效率高^[9-10]。由于其工作温度较高(650~1000℃)，还具有一些优于普通燃料电池的优点：（1）电化学反应速度快，能够省去昂贵的贵金属催化剂，因此具有潜在的低成本效益；（2）可以回收高温 SOFC 的废热来实现高的能量转换效率；（3）替代燃料如甲烷、甲醇、乙醇等，可直接用作 SOFC 的燃料，而不需要任何外部的处理装置。

图1为燃料电池分类示意图

表1为几种化学电源的比较

2.SOFC概述

2.1 SOFC电池工作原理