文 献 综 述 1.1背景 燃料电池技术是继水力、火力和核能之后的第四代发电技术。

它是一种能够将化学能通过化学反应直接转换成电能的化学电源装置。

由于不受卡诺循环限制，配以热电联供，能量的转化效率可达80%左右，为内燃机的2~3倍。

燃料电池结构简单而且没有运动组件，工作时噪音低，其电极仅作为化学反应的场所和导电通道，本身不参加化学反应，故损耗小，寿命长。

燃料电池所用燃料的选择性大，只要含有氢原子的物质都可以作为燃料的来源；其反应产物为水和CO2，并且其产生的CO2的排放量比火力发电厂少40%以上，因此可以有效减缓全球温室效应。

同时燃料电池具有广阔的应用前景，它可用于电动汽车、家用电源、军事、航天等很大领域。

根据离子传导电解质隔膜材料的不同，燃料电池主要分为碱性燃料电池 (Alkaline fuel cell, AFC)、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)、质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cell, PEMFC(包括直接醇类燃料电池(Direct alcohol fuel cell, DAFC)和固体氧化物燃料电池(Solid oxide fuel cell, SOFC))。

目前，燃料电池的研究重点为SOFC和PEMFC，并向商业化推广。

1.2固体氧化物燃料电池的特点 作为新型绿色能源技术，SOFC不但具有燃料电池的清洁、高效的普遍特点，还有如下独特的优点： 1）具有全固态结构，采用陶瓷材料作为电解质、阴极和阳极，就不存在电解质渗透问题，无需配置电解质管理系统； 2）高效的燃料电池发电装置，具有更高的电流密度和功率密度，输出功率0.3 W/cm2以上，发电效率高达50%； 3）SOFC工作温度高（600-1000℃），电极反应速度快，不必使用贵金属作为电催化剂；同时可利用SOFC高温进行内部燃料重整，简化系统； 4）利用SOFC排出的高温尾气与涡轮机构建高效率的联合发电系统，发电效率（以输出端计）可达70%； 5）燃料适用范围广，燃料不仅可以是H2，还可以使用天然气、煤气，甚至可燃性废气等作为燃料； 6）SOFC的预期寿命超过40000~80000 h。

SOFC的诸多优点使其特别适合于小型的、独立工作的、偏远地区的应用。