燃料电池是一种能将燃料的化学能直接转变成电能的电化学装置，它不涉及实际的燃烧过程，并且不经过热机过程，因此不受卡诺循环的限制，较传统的发电方式，它的总体能量转化率可以达到 80~90%，具有很高的转化效率。

同时转化过程不会产生氮氧化物等污染物，其反应产物 CO2 的排放量比火力发电厂减少 40%以上，对如今被温室效应等环境问题所困扰的我们，燃料电池的研究与应用具有十分巨大的市场竞争力[1-4] 。

目前，燃料电池主要根据电解质种类的不同划分成以下几种常见分类[5,6]，即:碱性燃料电池(Alkaline Fuel Cell, AFC)、磷酸盐燃料电池(Phosphoric Acid Fuel Cell, PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC)、固体氧化物燃料电池(Solid oxide Fuel Cell, SOFC)、质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC)。

AFC对燃料气和氧化剂要求比较苛刻，但是工作温度较低，所以适用范围很小，如军工领域。

PAFC工作温度较低，但是电解质磷酸具有强烈的腐蚀性，缩短了电池的使用寿命。

MCFC属于中温电池，环境能量较高，因此不需要贵金属作为催化剂，但是熔融碳酸盐也具有腐蚀性。

PEMFC因为具有非常低的工作温度，相比其他工作温度稍高的燃料电池，具有很大的便携性，但是PEMFC需要低温下工作且效率高的催化剂，导致催化剂的成本过高，所以PEMFC的整体成本过高[4]。

SOFC虽然操作温度高，但是拥有全固态结构、催化剂成本低廉的特点。

随着对SOFC的阴极和阳极材料的开发，催化效率越来越高，而且工作温度已经降低，因此具有巨大的市场空间。

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种电化学能量转换设备，其具有很高的电导效率和显著的环境效益，对燃料的选择具有灵活性(如碳氢化合物、工业废气等)，同时，清洁高效的发电方式，可以将约70%的燃料进行再生[7,8]。