两极合并，整个电池的总反应实际为：

而以天然气作为燃料时的主要反应式为：

两极合并，整个电池的总反应方程式为：

1。2。3 SOFC的基本结构和材料构成

SOFC的基本构造与其他种类的燃料电池相同，大致上分为三个主要部分：阳 极，阴极和电解质。燃料电池构件不同，对材料要求也有着不同。下面分别对其 进行介绍。

1．阳极材料

在固体氧化物燃料电池中，阳极主要负责提供燃料气体，因此阳极又被叫做 燃料极。由它的功能和结构上来看，阳极材料必需得满足以下的要求：

(1)在还原性的气体氛围中必需拥有相当高的电子电导率以及氧离子电导率。 能够减小欧姆的极化，同时可以做到把产生的电子及时的传送到连接板。还应该 拥有相当的离子电导率，以此期望来实现电极立体化。

(2) 在能够承诺电极拥有足够的机械强度的情况之下，气体可以通过微孔扩 散到电极表面。能够拥有足够的空隙率，可以供给燃料气体扩散通道，以到达反 应位置，使其能够达到反应气体和产物气体的传热传质要求，孔隙率一般来说不 应该小于 30％。

(3)要求可以做到和电解质材料很好的相容，在高温情况下工作以及能够在 烧结温度下保持化学性能稳定，能够不和相邻的电池组元件发生反应，在燃料气 体氛围中能够保持稳定，挥发性和元素的扩散度必需足够的低，和相邻的电池组 元件的热膨胀系数相匹配，同时在比较打的氧分压区间内能够保持化学性能及操 作的稳定，能够达到长时间运行的要求。

(4)阳极材料不止应该对燃料的电化学反应拥有敏感的催化活性，而且因为

通常燃料中都含有硫等各种各样的杂质，所以阳极材料最好还能够拥有阻挡硫杂 质污染的性能。

(5) 较一般物质更高的热和化学稳定性能。通常使用的阳极材料主要有金属、 氧离子电子混合导体氧化物以及电子导体陶瓷等等。

2．阴极材料文献综述

固体氧化物燃料电池中向电解质供给氧离子的作用是由阴极来完成的。阴极 上的反应具体过程包括02的气相扩散、解离以及吸附和得到电子成为氧离子的电 化学反应。氧离子在阴极中扩散或者表面上的气相扩散，氧离子穿过电极一电解 质的界面深入到电解质的核心。阴极为了满足上述的反应必须拥有以下条件：

(1) 阴极必需拥有相当好的对燃料的催化活性，用它来使氧气的电化学还原 反应的活化能减小，并且期望可以减小阴极极化的损失，与此同时拥有充沛的电 子电导率，而且其中氧离子的电导率越是大就越是好。因为阴极材料的电子电导 率越高，在电子的输送过程中的欧姆的极化损失就越低，对这方面的一般要求不 低于100s／cm，而要求有相当的氧离子电导率，是它能够对提升在阴极上的氧的 气相扩散和在电极表面上的反应十分有利。

(2)能够做到在氧化的气体氛围下长时间工作，并且可以保证尺寸及构造的 稳定性，没有破坏性的相变。要求能够非常好的与电解质材料兼容，能够在高温 下工作以及在烧结温度下保持化学性质的稳定，能够不和相邻的电池组元件发生 不应该的反应，挥发性和元素的扩散度足够的低，和相邻的电池组元件的热膨胀 系数相适应；

(3) 阴极材料必需拥有相当的气孔率和符合反应要求的孔径分布，这些对提 高反应所需要的气体扩散输运速度以及减小浓差的极化是十分有利的，它保证了 气体能够做到快速的流动，以此来消除扩散的极化。同时它对提升阴极的反应比 以及表面的反应活性和催化的活性也是十分有利的。