1. 前言 固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种将燃料所具有的化学能直接转换成电能的发电装置, 具有清洁、高效、可靠性高和全固态结构的特点, 不存在液态电解质带来的腐蚀和电解液流失等问题。

SOFC是世界公认的21世纪绿色能源技术，国内外在降低SOFC的工作温度、提高电极的催化活性等方面开展了很多研究, 中低温(600~800℃)工作的SOFC可以有效地提高电池的长期稳定性和减少电池的高温损耗, 是目前SOFC的发展方向[1]。

2. 原理 固体氧化物燃料电池单体主要组成部分由电解质(electrolyte)、阳极或燃料极(anode，fuel electrode)、阴极或空气极(cathode，air electrode)和连接体(interconnect)或双极板(bipolar separator)组成[2]，如图1所示。

图1. SOFC工作原理图 固体氧化物燃料电池的工作原理与其他燃料电池相同，在原理上相当于水电解的”逆”装置。

其单电池由阳极、阴极和固体氧化物电解质组成，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。

工作时相当于一直流电源，其阳极即电源负极，阴极为电源正极[3]。

在固体氧化物燃料电池的阳极一侧持续通入燃料气，例如：氢气(H2)、甲烷(CH4)、城市煤气等，具有催化作用的阳极表面吸附燃料气体，并通过阳极的多孔结构扩散到阳极与电解质的界面。

在阴极一侧持续通入氧气或空气，具有多孔结构的阴极表面吸附氧，由于阴极本身的催化作用，使得O2得到电子变为O2-，在化学势的作用下，O2-进入起电解质作用的固体氧离子导体，由于浓度梯度引起扩散，最终到达固体电解质与阳极的界面，与燃料气体发生反应，失去的电子通过外电路回到阴极[4]。

电池总反应式为H2 O2→H2O 阳极 H2 O2-→H2O 2e- 阴极1/2O2 2e-1→O2- 单体电池只能产生1V左右电压，功率有限，为了使得SOFC具有实际应用可能，需要大大提高SOFC的功率。

为此，可以将若干个单电池以各种方式(串联、并联、混联)组装成电池组[6]。