文献综述 1. 前言 随着人类的发展，科技不断地进步，能源问题变得越发的严峻。

固体氧化物燃料电池（Solid oxide fuel cell，SOFC）作为一种能量转化效率高、环境友好型的电化学装置，能够将燃料的化学能直接转化成电能，受到全球各个国家的高度重视[1-2]。

由于传统的SOFC的工作温度在800～1000℃之间，如此高的工作温度会引起材料之间的热匹配性不适应和电极材料不稳定等一系列问题，因此开发和研究在中低温(450～650℃)下工作的固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)是近年来的研究热点[3-4]。

2. 原理 SOFC主要由电解质、阳极（燃料极）、阴极（空气极）、连接体（Interconnect）或双极板(Bipolar Separator)和密封材料等组成，如图1所示。

压缩空气和燃料气同时进入到SOFC电池堆中，燃料50%的化学能被转化为电能，同时SOFC给燃料涡轮机提供压缩的高温气体，涡轮机再提供35%的效率，整体电转化效率可以达到75%以上，如增加一蒸汽涡轮机这一数值还会继续增加[5]。

SOFC 电池堆局部单元结构及以氢气为燃料的发电过程如图1[6]所示。

图1. SOFC 电池堆的部分构造[4] 其在原理上相当于水电解的”逆”装置，阳极为燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂。

工作时相当于一个直流电源，其阳极即电源负极，阴极为电源正极。

电池总反应式为H2 O2→H2O 阳极 H2 O2-→H2O 2e- 阴极1/2O2 2e-1→O2- 3. 电解质 电解质是SOFC 最核心的部件，其荷电输运特性和热膨胀性质不但直接影响电池的工作温度和电能转换效率，还决定了与之相匹配的阴极和阳极材料以及相应制备技术的选择[7]。

一般而言，SOFC电解质材料需要具备以下条件： 1）在强氧化还原气氛下具有高稳定性； 2）具有足够高的离子电导率（＞0.1 S/cm）以及可以忽略的电子电导； 3）可以薄膜化且具有较高的机械强度[8-9]。