文献综述

引言

能源是国民经济发展的动力，是国家可持续发展的基础。但随着工业的大力发展和人们生活的不断提高，人类对能源的需求日益增加。然而在当今世界，过度地开发和使用化石能源造成了能源枯竭，并且造成了严重的环境污染。除了高效使用现有能源，开发新的能源体系变得迫在眉睫。作为一种高效，洁净的能源利用方式，燃料电池（Fuel Cell, FC）技术在全世界范围内引起了关注，成为了研究重点^[1]。

燃料电池是继水力、火力和核能之后的第四代发电技术，与传统的火力发电技术不同，燃料电池是通过电化学反应方式将燃料中的化学能直接转化为电能的发电装置^[2]。它在实现能量转化的过程中无需热机的燃烧过程和传动设备，其效率不受卡诺循环的限制，故能量转化效率最高可达85％，同时对环境几乎是零排放，所以燃料电池被认为是唯一同时兼备无污染、高效率、适用广、无噪声和具有连续工作的动力装置，它集能源、化工、自动化控制等高新技术于一体，被称为二十一世纪的新能源^[3]。

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，并向应用化发展。

第一章 前言

固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell,简称SOFC）是第四代燃料电池。传统SOFC的工作温度通常在1000 #176;C左右，具有相当高的能量转化效率和功率密度。然而，高温对材料的限制阻碍了SOFC技术的发展和推广。解决这些问题的方法就是降低工作温度到350-750 #176;C。目前，降低操作温度，开发中低温固体氧化物燃料电池成为SOFC的主要研究发展方向。降低电池操作温度，可以解决高温（900-1000 #176;C）带来的一系列问题，有效地扩大电池连接材料和密封材料的选择范围，大幅地降低燃料电池制造成本，延长电池的使用寿命。