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。在阴极一侧持续通人氧气或空气，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。

三、

SOFC 研究方向

SOFC 作为国际上公认的绿色电源的最佳方案之一，已经历了数十年的研制，但其实

用化、产业化的进程比人们预期要慢的多，存在的问题基本上与燃料电池的材料、构型设计、
制作工艺和成本有关。其中一个最主要的问题是传统

SOFC 的工作温度过高，从而对电池材

料的要求、电池性能的稳定性、耐久性、电池成本以及电池堆设计都造成很多的不良影响，如
果能够降低其工作温度，那么以上难题都会迎刃而解。为解决上述问题，

SOFC 的研究与开

发出现了如下新的趋势：

⑴ 在传统固相合成方法的基础上，寻求新的粉体制备方法，如化学共沉淀法、共沸蒸

馏法、水热法等，达到提高材料应用性能的目标。同时在单元掺杂的基础上进行二元或多元
掺杂综合改性。

⑵ 开发中低温度下具有高离子电导率的固体电解质材料取代传统 YSZ 材料，如

GDC(Gd

2

O

3

掺杂

CeO

2

)、LSGM（碱土金属掺杂 LaGaO

3

）和

SSZ（(Sc

2

O

3

稳定的

ZrO

2

)等都

是近年来开发的具有高电导率的电解质材料，很有潜力成为

IT-SOFC 的电解质材料。

⑶ 发展电解质的薄膜化制备技术，尽可能降低电解质薄膜的厚度，在保证电池性能基

础上，满足低工作温度下运行。

⑷ 探索概念燃料电池如单室燃料电池和单体燃料电池（仅应用一种材料构成 PEN 电池

的阴极

-电解质-阳极 3 个部件），这些新概念电池探索的意义在于可能会有更新的燃料电

池体系问世。

四、

SOFC 中的电解质

SOFC 中电解质是电池的核心，电解质的性能直接决定着电池的工作温度和性能。电解

质性能应满足：

①氧离子电导率高，即氧离子迁移数接近 1，电子电导率尽可能低，以减

少欧姆极化损耗；

②隔膜薄且均匀，成膜性能好，加工过程无污染；③膜无孔隙，致密度

高，避免隔膜两侧的气体相互渗透；

④在氧化或还原气氛中，隔膜必须具备足够的化学稳

定性、形貌稳定性和尺寸稳定性；

⑤与其它电池部件热膨胀率匹配，相容性好；⑥能与其它