SOFC国内外发展现状自1839年固体氧化物燃料电池问世以来，尤其是近三十年来的研究和快速发展，就电池的原理和关键材料而言，SOFC技术目前已经达到了商品化推广应用的水平。美国Westinghouse公司早在上世纪80年代初，就成功组建了1千瓦SOFC电堆，并且经过7000多小时运行其性能几无衰减。Westinghouse公司设计的第一代实验型SOFCs电池堆，其单管电池长度为50cm，到2001年已连续运行近8年，超过6万9千小时；一个100kW的管式设计SOFC电池堆包含了1152个AES型SOFC单电池，按集束管式排列，并进行了4000多小时的试验运行，输出功率达到127 kW，电池发电效率达到53％，同时以热水方式回收高温余热，热、电总功率为165 kW，总能量效率达到了75％。SOFC技术现在已趋成熟，而且小、中型(1-25kW)分散式发电及电/热联供能源装置已呈现出广泛而极具开发价值的市场前景。61912

在国内，由于研究起步较晚，研究主要还集中在SOFC关键材料、关键结构层和小功率电池堆等方面。随着近几年国家自然科学基金、国家“863”基金不断投入，已经有越来越多的单位投入了SOFC的研究行列，而以中国科学院上海硅酸盐研究所、中国科学院大连化学物理研究所、中国科学技术大学、吉林大学、清华大学、宁波材料研究所、北京矿业大学、华中科技大学等单位为代表，相续开展了固体氧化物燃料电池研究，并取得了重大进展，许多有关单电池的报道输出性能也已经达到国际先进水平。

2 SOFC发展趋势

（1） 降低操作温度

由于固体电解质在低温下氧离子传导率低，因此，早期研究的SOFC操作温度都在1000℃左右。然而，高温操作也会给SOFC带来很多弊端。传统SOFC以YSZ为电解质，在1000℃下工作。高的操作温度带来了一系列问题：电极在高温发生烧结，使孔隙率减小，活性降低；电解质与阴极在高温下发生界面反应，生成的第二相具有高电阻，降低了电池性能；高温下密封和连接材料选择困难等。这些问题正是造成SOFC成本一直居高不下的原因，同时也严重制约了SOFC的发展。

由此，20世纪90年代后期，人们逐渐意识到降低SOFCs工作温度的必要性。把SOFC的操作温度降低到400～800℃的中低温范围内，有以下优点：（1）电池电动势、输出功率密度和热效率提高；（2）材料间相容性和稳定性增加，电池使用寿命延长；（3）可用廉价商品作为链接材料，成本降低；（4）缩短电池启动时间，提高启动速度；（5）不需要外部重整即可采用碳氢气体作燃料，也可直接利用液体燃料。不得不考虑到的一点是：降低SOFCs的操作温度，也一定会增加电解质阻抗和电极极化电阻。目前降低SOFC的操作温度有两个途径:制备YSZ电解质薄膜和发展在中低温下具有足够电子电导率的新型电解质材料。近年来发展出许多薄膜制备技术，目前YSZ电解质薄膜的厚度可以从微米级到亚微米级甚至到纳米级，但是电解质层过薄容易造成材料机械性能不好，成本也过于昂贵，因此为中低温SOFC寻找新的材料是当前研究者的一个研发热点[8]。

（2） 转变电池构型

在固体氧化物燃料电池中有两种结构最为常见，分别是：平板状结构和管状结构，除此之外，还有独石型燃料电池和基片式燃料电池。

在平板状结构中，SOFC的阴极、电解质、阳极经烧结成为一体论文网，呈平状堆积，空气和燃料通过通道进入阴极和阳极。该电池结构简单、成本较低、容易制备且输出功率高，因此易于放大有利于市场化。但是平板状电池也有几个明显的缺点：一个是电池组件周围需要很高的气密性，另一个是在拉紧状态下电池容易发生脆裂。