SOFC简介固体燃料电池
车用固体氧化物燃料电池
车用固体氧化物燃料电池车用固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell，简称SOFC）是一种使用固体氧化物作为电解质的燃料电池，它可以直接将燃料中的化学能转化为电能，同时产生少量的热能。
这种燃料电池具有高效率、低排放、燃料灵活性等优点，因此被认为是一种具有潜力的新能源汽车动力源。
固体氧化物燃料电池的工作原理是，在电解质两侧分别设置燃料电极（阳极）和氧化剂电极（阴极），通过电解质传递氧离子，从而在电极上发生氧化还原反应，产生电能。
由于固体氧化物电解质具有高离子导电性和高温稳定性，使得固体氧化物燃料电池可以在高温下工作，从而提高电池效率和燃料灵活性。
车用固体氧化物燃料电池的优点包括：1.高效率：由于燃料电池直接将燃料中的化学能转化为电能，不受卡诺循环限制，因此能量转化效率可以达到很高，甚至超过传统内燃机的效率。
2.低排放：燃料电池的排放物主要是水蒸气和少量的二氧化碳，相比传统内燃机的尾气排放，对环境的影响更小。
3.燃料灵活性：固体氧化物燃料电池可以使用多种燃料，包括氢气、天然气、甲醇、乙醇等，这使得它在燃料选择上更加灵活。
然而，车用固体氧化物燃料电池也存在一些挑战和限制：1.高温工作：固体氧化物燃料电池需要在高温下工作，一般在600-1000℃之间，这使得电池系统的热管理和材料选择变得更加复杂。
2.启动时间长：由于需要在高温下工作，车用固体氧化物燃料电池的启动时间相对较长，这可能影响到车辆的快速响应能力。
3.成本问题：目前，车用固体氧化物燃料电池的制造成本仍然较高，主要原因是生产工艺复杂、材料成本高以及生产规模相对较小。
总的来说，车用固体氧化物燃料电池是一种具有潜力的新能源汽车动力源，但还需要在降低成本、提高性能等方面进行更多的研究和改进。
sofc应用场景
sofc应用场景固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell），简称SOFC，是一种高效、环保、稳定的电化学设备，其单体构成由金属阳极、钙钛矿基质、氧离子传导体和金属阴极四部分组成。
SOFC是一种高温燃料电池，其工作温度通常在800℃以上，能够直接将化学能转化为电能，同时也能够转化为高品质热能。
SOFC的应用领域非常广泛，下面我们就来详细了解一下SOFC的应用场景。
一、分布式能源系统SOFC是分布式能源的理想选择，它可以利用天然气、生物质等清洁能源作为燃料进行高效、环保的发电。
SOFC在小规模发电方面应用非常广泛，如工业园区、商业区、家庭等区域的独立发电。
SOFC 还可以作为建筑、城市和区域的众多分布式能源系统中的组成部分，为智能绿色城市的建设做出贡献。
二、电动汽车三、工业领域SOFC也被广泛应用于工业生产领域，如钢铁、陶瓷等行业。
SOFC可以作为高效稳定的热电联产设备应用在生产过程中，将产生的废热利用起来，减少能源浪费和环境污染。
同时，利用SOFC可以为工业生产提供供热、供气、照明等多种服务，可以节约能源，并且提高生产效率。
四、电力系统SOFC也可以与传统的发电方式相结合，构建混合动力发电系统，提高整个发电系统的效率和稳定性。
SOFC 不仅可以利用可再生能源进行发电，还可以与天然气等化石能源结合使用，充分利用发电系统的效益。
五、应急备用电源SOFC还可以作为应急备用电源，为救援行动、灾难抢险、重要设施保护等应急情况提供可靠的电力供应。
在没有电力供应的情况下，SOFC 可以提供迅速可靠的电力支持，提高紧急情况下的应对能力。
综上所述，SOFC的应用场景非常广泛，它可以应用于分布式能源系统、电动汽车、工业和电力系统、以及应急备用电源等领域，有效帮助减少全球能源消耗和环境污染，为建设智能绿色城市提供了强有力的支持。
管式固体氧化物燃料电池
管式固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，SOFC)是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化成电能的全固态化学发电装置。
固体氧化物燃料电池单体主要组成部分由电解质、阳极或燃料极、阴极或空气极组成。
固体氧化物燃料电池主要有平板型和管式两个结构。
与平板式固体氧化物燃料电池相比，管式固体氧化物燃料电池（Tubular SOFC）的优点是密封容易，抗热震能力强，对负载反应迅速，规模容易放大，是一种可能最早实现商业化的结构形式。
管式固体氧化物燃料电池的成型工艺是控制其成本的关键。
目前，国际上管式固体氧化物燃料电池主要以阴极作为支撑体，采用挤出法成型，电解质和阳极采用EVD 或等离子喷涂（plasma Spraying）的方法成型，其使用的设备复杂，工艺要求高，制造成本高。
采用浸渍法可以制备一端封闭、一端开口的阳极支撑型管式固体氧化物燃料电池。
管式固体氧化物燃料电池，由3-5层功能层组成，即在传统的由内到外依次为支撑阳极层，固体电解质层，活性阴极层的基础上，通过在支撑阳极层与固体电解质层之间增加活性阳极层和/或在活性阴极层外增加收电阴极层来提高电池的性能。
其中，支撑阳极为NiO-YSZ，支撑阳极层厚度500-2000μm，提供足够的强度和电导率；活性阳极为NiO-YSZ或NiO-SSZ，活性阳极层厚度10-30μm；固体电解质为 YSZ或SSZ，电解质层厚度5-30μm，提供氧离子导电性并分隔燃料气和氧化气；活性阴极为LSM与电解质的混合粉体，活性阴极层厚度10-30μm，活性阳极层和活性阴极层通过增加三相界面的长度来改善电化学性能；收电阴极为LSM或LSCF，收电阴极层厚度20-30μm，提供足够的电子电导率；这些功能层均采用单一的浸渍法来完成；且管式固体氧化物燃料电池长度≥100mm，外径≥8mm，达到实用化尺寸。
浸渍法制备管式固体氧化物燃料电池的优点有：(1)工艺简单，浸渍方法操作简单、易行、重复性好，易于掌握；(2) 制造成本低，完全用一种简单的浸渍法来成型完整的管式固体氧化物燃料电池，既不需要庞大的设备，也不需要严格的气氛控制；(3)通过控制浸渍次数和浆料的浓度，可以大体控制管式SOFC各功能层的厚度；。
固体氧化物燃料电池氧化物电解质
固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种高效、清洁的能源转换装置，其关键部件之一是氧化物电解质。
氧化物电解质在SOFC中起着至关重要的作用，它能够在高温下传导氧化物离子，并且具有较高的离子传导性能和化学稳定性。
1. 氧化物电解质的基本原理氧化物电解质是一种固体电解质，其主要功能是在高温条件下导电，为氧化物离子的传输提供通道。
在SOFC中，氧化物电解质通常采用氧化锆、氧化钇稀土等材料制备而成。
这些材料具有良好的离子传导性能和化学稳定性，能够确保电解质在高温下不发生损坏和漏氧现象。
2. 氧化物电解质的优势与液体电解质相比，固体氧化物电解质具有一系列的优势。
固体氧化物电解质具有较高的离子传导性能，可在高温下快速传输氧化物离子，从而提高燃料电池的效率。
固体氧化物电解质具有较高的化学稳定性，能够在高温和氧化环境下稳定运行，不易受到腐蚀和损伤。
固体氧化物电解质还克服了液体电解质挥发和泄漏的问题，使得电解质的稳定性得到了更好的保障。
3. 氧化物电解质的制备方法目前，固体氧化物电解质的制备主要采用了固相烧结、溶胶-凝胶、离子交换膜等技术。
固相烧结是一种较为传统的制备方法，通过将氧化物粉末在高温下烧结成块状电解质材料。
溶胶-凝胶法则是一种新兴的制备方法，其可以通过溶胶的形式控制材料的形貌和结构，制备出具有较高表面积和较好性能的电解质材料。
离子交换膜法则是一种较为新颖的制备方法，通过离子交换膜向电解质材料中引入其他元素，从而提高其离子传导性能。
4. 氧化物电解质在SOFC中的应用固体氧化物电解质在SOFC中起到了至关重要的作用，其主要应用于电解质层的制备。
电解质层是SOFC中的关键组成部分，它能够有效地传导氧化物离子，并将燃料气体和氧化剂气体隔离开来，防止两者之间的交叉污染。
固体氧化物电解质的应用不仅能够提高电解质层的稳定性和传导性能，还能够为SOFC的长期稳定运行提供保障。
5. 氧化物电解质的发展趋势随着科学技术的不断进步，固体氧化物电解质也在不断发展和完善。
固体氧化物燃料电池的工作原理
固体氧化物燃料电池的工作原理固体氧化物燃料电池（SOFC）可真是一项神奇的技术！如果你对这个名字感到陌生，没关系，今天我们就来聊聊它是怎么工作的，别担心，不会让你变成科学家，只想让你了解其中的奥妙，顺便插入一些小幽默，让你轻松愉快地掌握这些知识。
1. 燃料电池的基本概念1.1 什么是固体氧化物燃料电池？首先，咱们得搞清楚，什么是固体氧化物燃料电池。
简单来说，它是一种能把化学能转换成电能的装置。
就像是把你的午餐变成能量一样，不过这里的“午餐”是氢气或其他燃料，听起来是不是挺酷的？这东西不需要像传统电池那样充电，只要有燃料源源不断地提供，就能持续发电，简直是“发电机器”的一种神奇升级版。
1.2 工作原理大揭秘那么，SOFC是怎么工作的呢？这就要从它的构造说起了。
它的核心部分其实很简单，由一个固体电解质和两个电极组成。
电解质就像是门卫，只有特定的小分子才能通过。
而电极就像是两个派对的主办方，一个负责提供电子，另一个则负责接收这些电子，大家在这里欢快地交换能量。
2. 燃料的“调配”2.1 燃料的选择我们先来看看燃料。
SOFC的燃料可多了，氢气、天然气、甚至是生物质气体都可以用！就好比你在点餐，选什么都行，只要你能接受。
燃料在电池内部经过化学反应，会释放出氢离子和电子。
这就像是炸弹一样，电子冲出去了，能量立马释放，产生电流。
2.2 反应的进行当氢离子从负极（阳极）通过固体电解质跑到正极（阴极）时，电子却要绕个大圈才能到达正极，这样才能形成完整的电路。
你想想，这就像是在参加接力赛，离子们一路狂奔，电子们却得走小路，真是有趣啊。
最后，这些氢离子和氧气结合，产生水蒸气，这也是SOFC的“副产品”，环境友好，不污染，简直是“绿色先锋”。
3. 优缺点分析3.1 优点说到SOFC的优点，真是数不胜数。
首先，效率高，转换率可以达到60%甚至更高，放眼整个燃料电池家族，简直是佼佼者。
其次，燃料来源广泛，不局限于氢气，让你选择的余地大得很，像是“万花筒”一样丰富多彩。
SOFC简介(固体燃料电池)
谷肄静 2014.9.16
主要内容
SOFC的发展背景及研究意义 SOFC概述 SOFC的组成及关键材料
1.1 发展背景
Energy
Economy
Environment
1.1 发展背景
时代 远古时期 18世纪60年 代
第一次
19世纪70年 代以后
第二次
日本
SOFC研究是“月光计划”的一部分。电子综 合技术研究所、富士电机综合研究所、三洋 电机、三菱重工及多家大型电力公司和煤气 公司都开展了SOFC的研制和试验工作。 KEPCO是日本最大的能源公司之一，该公 司于2001年开始与MMC合作开发600～800 ℃中温SOFC，2004年以来，在NEDO的资 助下，致力于开发用于固定电站的10kW级 板式中温SOFC以及10 kW级CHP系统，并 有述
SOFC工作原理及分类 SOFC发展历史 SOFC发展现状 SOFC发展规划
SOFC发展历史
1839年， William Grove 发现了燃料电池，可以利用装置 将氢气和氧气的化学能转化为电能。
SOFC发展历史
1889年，Nernst发明Nernst灯。
SOFC发展历史
出现了许多新兴 工业部门，重工 业为主，电气化 时代到来；进入 帝国主义阶段 持续破坏 计算机、空间技 术出现、第三产 业比重增加，主 要工业国家经济 的迅速发展 很差，开始治理
环境
良好
研究意义
——对策
如何实现人类生存环境的改善和经济的可 持续发展 ？
——减少煤和石油的使用，发展可替代能源和新 型发电技术。
SOFC发展历史
1970年，电化学气相沉积技术开发成功，Isenberg 将燃料电池技术向前推进了一大步。 1981年，H.Iwahara首先报道了质子型导体材料钙 钛矿型掺杂SrCeO3。 1983年，Argonne国家实验室研究并制定了共烧的 平板式电池堆。 1986年，西屋公司首次制造了324根单电池组成的 5kW的SOFC发电机。 1998年1月，在荷兰Westervoort附近开始运行了一 台1152个单电池组成的100kW的SOFC发电系统。 2000年，澳大利亚Ceramic Fuel Cells公司制备了 一个以天然气为燃料的25kW的平板式电池系统， 由3840块电解质制成的单电池（11cm*9cm）组成。
固体氧化物燃料电池
固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell，SOFC）作为一种高效、清洁的能源转换技术，在冷热电联供系统中具有广阔的应用前景。
冷热电联供系统是一种集成化的能源利用方式，通过优化热电联产过程，实现能源的高效利用。
SOFC 作为冷热电联供系统的组件之一，具有高效、低排放、灵活性强等优势，因此在能源系统中发挥着越来越重要的作用。
1.SOFC概述SOFC是一种以固体电解质为基础的燃料电池，其主要组成部分包括阳极、阴极和电解质，其中电解质通常为氧化物。
在工作过程中，燃料（通常为氢气、甲烷等）在阳极处发生氧化反应，产生电子和离子，电子通过外部电路形成电流，离子穿过电解质到达阴极，在阴极处与氧气发生还原反应。
这种电化学过程产生的电能可用于供电或其他电力需求，同时SOFC还能够产生高温废热。
2.冷热电联供系统中的应用前景2.1高效能源转换SOFC具有高效率的能源转换特性，其电-热转换效率可达60%以上。
通过将SOFC与其他能源设备集成，如燃气轮机、蒸汽轮机等，可以实现更高效的能源转换，提高整个系统的总体能源利用效率。
2.2低排放与环境友好与传统发电方式相比，SOFC的燃烧过程不仅效率更高，而且排放的主要产物为水蒸气和二氧化碳。
SOFC在冷热电联供系统中的应用有助于减少温室气体排放，符合环保和可持续发展的要求。
2.3灵活性与响应速度SOFC具有较高的热响应速度，可以在短时间内达到额定功率，使其在应对电力需求波动、应急电力供应等方面具备灵活性。
这使得SOFC在冷热电联供系统中能够更好地适应复杂多变的能源需求。
2.4分布式能源系统SOFC可以被部署在分布式能源系统中，通过小型化、模块化的设计，实现能源的近端生产与使用，减少能源传输损失。
这种分布式部署方式有助于提高电力系统的鲁棒性和可靠性。
3.具体应用案例3.1工业厂区冷热电联供将SOFC集成到工业厂区的能源系统中，通过利用SOFC产生的废热供热，同时利用其电力输出满足工业生产的电力需求。
固体氧化物燃料电池(SOFC)
电极材料 ：
SOFC中电极有阳极和阴极之分，阳极位于燃料气一侧，而阴 极位于氧气一侧。
阳极材料：目前普遍采用Ni-YSZ材料为阳极材料，它具有催 化活性高、价格低等优点。
阴极材料：目前，SOFC中广泛采用的阴极材料是锶掺杂的 亚锰酸镧（LSM）钙钛矿型材料.因为它具有高的电子电导 性、电化学活性和与YSZ相近的热膨胀系数等综合优良性 能。
不适用于交通工具与随身携带
SOFC的结构：
SOFC主要由电解质层、阳极和阴极所组成，在电解质两侧 加上阳极和阴极，成为三明治式结构，这是SOFC的最基本 的结构之一。
SOFC的三明治式结构 根据电解质膜形状的不同，SOFC结构可分为：平板式、管 式、瓦楞式、块状式，还有经过改造的S型。
平板式结构
固体氧化物燃料 电池
固体氧化物燃料电池（SOFC）
燃料电池是一种直接将储存在燃料和氧化剂 中的化学能转换为电能的高效发电装置。
阳极 燃 料
电解质
阴极 氧气
水、 尾气
水、 尾气
SOFC的优点：
① 发电效率高，直接把化学能转变为电能，不受卡若循环 的限制，理论效率可达80%； ②可使用多种燃料：氢气、甲烷、天然气；
③排放高温余热可进行综合利用，易于实现热电联产，燃 料利用率高
④低噪声，低排放，是清洁能源； ⑤重量轻，体积小，比功率高（600W/Kg）。有较高的电 流密度和功率密度，较小的极化损失和欧姆损失； ⑥不用贵金属，不存在液态电解制腐蚀及封接问题
SOFC的问题：
操作温度高导致电池启动慢，需要更多的保温设备以维持电 池高温
瓦楞状结构
S型结构 管式结构
1-支撑体；2-蛇形沟槽；3-阳极；4-电解质；5-阴极
SOFC的工作原理：
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我国发展规划
主要研究内容
我国发展规划
国家重点基础研究发展计划：是以国家重大 需求为导向，对我国未来发展和科学技术进 步具有战略性、前瞻性、全局性和带动性的 基础研究发展计划，主要支持面向国家重大 战略需求的基础研究重点领域。 碳基燃料固体氧化物燃料电池体系基础研究
燃料电池
高效、对环境友好、便于模快化设计等优点，被 称为未来世界十大科技之首和21 世纪的绿色能 源，是防止大气污染和温室效应的一个积极可行 的策略，对于能源、环境和经济这三项涉及人类 社会重大问题的解决具有战略意义。
五种燃料电池
电池类型 工作温度/℃ 阳极 阴极 电解质
导电离子 所用燃料
连接材料 腐蚀性 启动时间 效率/% 成本/$·kW-1 应用方向
▲
1.2 SOFC概述
SOFC工作原理及分类 SOFC发展历史 SOFC发展现状 SOFC发展规划
SOFC发展现状
Canada
100kW 220kW
Germany
Japan
Siemens Westinghouse
SOFC发展现状
SOFC发展现状
美国
美国能源部(DOE)2000年宣布Siemens Westinghouse公司制造的SOFC电池堆和Northern Research and Engineering corporation公司生产的 微型透平系统进行了联合评估。功率输出达到220 kW，电池组运行时间已超过了8年，并且仍在运行 中，成功经受住了100次热循环，每1000 h电压降 低低于0.1%。 DOE和Siemens Westinghouse公司还联合进行了 兆瓦级SOFC电池堆的技术发展项目。 Delphi制备的电池为Ni-YSZ阳极支撑板式结构，截 面尺寸为144 cm×98 cm，开发的SOFC系统以甲 醇为燃料(全部内重整)，全功率运行时的净输出功 率达到2.2 kW，燃料利用效率为36%，电池堆每运 行500h的压降为1.1%。
基础研究成果推动SOFC制备及组装技术的发展
发明了BCAS微晶玻璃密封材料 授权专利(ZL200410013582.3)
35
1.2 SOFC概述
SOFC工作原理及分类 SOFC发展历史 SOFC发展现状 SOFC发展规划
我国发展规划
2010年国家高技术研究发展计划——
我国高技术研究发展的一项战略性计划，以解决事关国家长远发 展和国家安全的战略性、前沿性和前瞻性高技术问题为核心，以 培育战略性新兴产业为主线，积极抢占高技术发展的前沿制高 点，大力培育引领未来发展的战略性新兴产业生长点。
固体氧化物燃料电池(SOFC) 的发展与关键材料
谷肄静
2014.9.16
主要内容
SOFC的发展背景及研究意义 SOFC概述 SOFC的组成及关键材料
1.1 发展背景
Energy
Economy
Environment
1.1 发展背景
时代
远古时期
科技革命 产业革命前
18世纪60年 代
第一次
19世纪70年 代以后
出现了许多新兴 工业部门，重工 业为主，电气化 时代到来；进入 帝国主义阶段
计算机、空间技 术出现、第三产 业比重增加，主 要工业国家经济 的迅速发展
环境
良好
遭到破坏
持续破坏
很差，开始治理
研究意义 ——对策
如何实现人类生存环境的改善和经济的可 持续发展 ？
——减少煤和石油的使用，发展可替代能源和新 型发电技术。
第二次
20世纪40年 代末
第三次
标志
能源 经济
水力、风力机 蒸汽机的发明 新式炼钢法和 原子能、电子
械作为动力 和应用
电力的应用 计算机和自动
化技术
薪柴
煤炭为主
至20世纪20年 石油和天然气为 代，石油为主 主，新能源出现
农业和手工业 为主，发展缓
慢
机器大工业，资 本主义生产力迅 速发展，为资本 主义制度奠定了 物质基础
管式SOFC
密封技术简化、机械强度高等优点
第二代
直径0.8-2.0mm以上
与前两代相比，体积功率高、 启动快，可应用于快速启动 的备用及移动设备的辅助电 源。
第三代
微管式SOFC
SOFC分类—平板式
管式与平板式的比较
SOFC分类—扁管式
SOFC分类—瓦楞式
差别：其PEN板是瓦 楞型而非平面状。 优点：比平板式 SOFC有效工作面积 要大，单位体积功率 密度也较高。 主要缺点：电解质材 料的脆性，PEN板必 须经共烧结一次成 型，制备相当困难。
到目前为止，多家研究机构或公司都进行过千瓦级 以上SOFC发电试验，获得了较高的能量转换效 率，并累积了大量运行经验，有些SOFC电站已经 接近实用。
从事SOFC的著名研究机构
美国：西屋(Westinghouse)电气公司、美国GE公 司； 加拿大：环球热电公司； 日本：日本工业技术院电子技术综合研究所、富士 电极综合研究所、三洋电机、三菱重工九州、电力 公司、东陶公司； 瑞士：萨尔泽尔公司； 德国：西门子(Siemens)电气公司、尤利希研究中心 奔驰、宝马公司、西德海德堡中央研究所； 英国：能源技术支持署； 丹麦：Riso国家实验室； 澳大利亚：陶瓷燃料电池有限公司(CFCL)。
主要内容
SOFC的发展背景及研究意义 SOFC概述 SOFC的组成及关键材料
1.3 SOFC的组成及关键材料
阳极/电解质“共流延共烧结” 技术
B 解决方法
通过多年的科研攻关，成功开发出多层膜“共流延-共烧结”技术，制备出 平整的大面积（10cm×10cm、11cm×11cm）基板。 使我国成为世界上少数掌握该技术的国家之一。
支撑体
多 层 流 延
电解质 功能层
10cm×10cm
34
11cm×11cm
大尺寸单体电池组装
日本
SOFC研究是“月光计划”的一部分。电子综 合技术研究所、富士电机综合研究所、三洋 电机、三菱重工及多家大型电力公司和煤气 公司都开展了SOFC的研制和试验工作。 KEPCO是日本最大的能源公司之一，该公 司于2001年开始与MMC合作开发600～800 ℃中温SOFC，2004年以来，在NEDO的资 助下，致力于开发用于固定电站的10kW级 板式中温SOFC以及10 kW级CHP系统，并 有1 kW的示范电池堆在运行。
无需贵金属做催化剂；但腐蚀性很强，电极易还原。
质子交换膜燃料电池(PEMFC)
高的功率/重量比和低的工作温度；铂资源有限。
固体氧化物燃料电池(SOFC)
研究意义
固体氧化物燃料电池优点：
全固体的电池结构不存在漏液问题； 余热利用价值高，SOFC高质量的余热可以用于热 电联供，使得SOFC的总的发电效率可达80%以 上； 不采用贵金属作为电极催化剂，因此制造成本大大 降低； 燃料适用范围广，SOFC几乎适用于所有可以燃烧 的燃料，不仅可以使用H2、CO等燃料，而且还可 以采用天然气、煤气和其它碳氢化合物作为燃料。
总体目标：针对国家在能源结构调整、化石 燃料高效洁净利用等方面的重大需求，发展 新概念、新设计、新体系和新方法，建立高 效率、低成本、稳定可靠的碳基燃料SOFC 相关理论体系。
我国发展规划
研究内容：
揭示SOFC关键材料体系中电子、离子的输 运规律和界面的演变过程； 明确碳基燃料的电催化机理；
深刻认识从电极反应到电堆系统的温场、流 场、电场、应力场等物理场的多尺度多场耦 合规律； 设计和优化电堆结构及工作参数； 实现系统的高效率、低成本和稳定可靠的演 示运行。
AFC
PAFC
MCFC
50~200
100~200
650~700
Pt/Ni
Pt/C
Ni/Al
Pt/Ag
Pt/C
Li/NiO
KOH（液） H PO （液） 34
K /Li CO 3（液2 ）3
OH纯氢气
H+ 重整气
CO 32-
净化煤气， 天然气，重
整气
有
有
有
强
强
强
几分钟
几分钟
>10min
65
40-45
50-55
德国和英国
尤利希研究中心及Siemens、Domier GmbH及 ABB等公司一直致力于开发千瓦级平板式SOFC发 电装置。Siemens公司还与荷兰能源中心（ECN） 合作共同开展平板式SOFC研究。
英国的“先进燃料电池计划”开始于1992年，该计划 又并入英国“新能源和可再生能源计划”，在2005年 实现SOFC现场试验和示范。
▲
1.2 SOFC概述
SOFC工作原理及分类 SOFC发展历史 SOFC发展现状 SOFC发展规划
SOFC发展历史
1839年， William Grove 发现了燃料电池，可以利用装置 将氢气和氧气的化学能转化为电能。
SOFC发展历史
1889年，Nernst发明Nernst灯。
SOFC发展历史
Japan,横滨
德国，Aachen(亚琛) USA, Hawaii(夏威夷) Japan, Tsukuba(筑波) 法国，巴黎 加拿大,Quebec City 日本，Nara（奈良）
奥地利，Vienna(维也纳)
SOFC发展现状
国内SOFC研究
中国科学院上海硅酸盐研究所 中国科学院材料所 中国科技大学 大连化物所 清华大学 哈尔滨工业大学
1,000
短期飞 船，航天
飞机
200-3,000
1,250
现场集成能量 电站、区域
系统
性供电
SOFC
PEMFC
500~1000 25~100
Ni/YSZ