固(gu)體氧化(hua)(hua)物燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)（Solid Oxide Fuel Cell，簡(jian)稱SOFC）屬于第三(san)代燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)，是(shi)一種在中高(gao)溫(wen)下直接將儲存在燃(ran)料(liao)(liao)和氧化(hua)(hua)劑中的(de)化(hua)(hua)學能高(gao)效、環(huan)境(jing)友好地轉化(hua)(hua)成(cheng)電(dian)(dian)能的(de)全固(gu)態(tai)化(hua)(hua)學發電(dian)(dian)裝置。被普遍認為是(shi)在未來會(hui)與質(zhi)子交(jiao)換膜(mo)燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)（PEMFC）一樣(yang)得(de)到廣泛普及應(ying)(ying)用(yong)的(de)一種燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)。采用(yong)的(de)是(shi)固(gu)態(tai)電(dian)(dian)解(jie)質(zhi)（鉆(zhan)石(shi)氧化(hua)(hua)物），性(xing)能很(hen)好。他(ta)們(men)需要采用(yong)相(xiang)應(ying)(ying)的(de)材(cai)料(liao)(liao)和過程處理技術，因(yin)為電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)工作(zuo)溫(wen)度(du)約(yue)為1000℃。固(gu)態(tai)氧化(hua)(hua)物燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)工作(zuo)溫(wen)度(du)比溶化(hua)(hua)的(de)碳酸鹽燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)溫(wen)度(du)還要高(gao)，它們(men)使(shi)用(yong)諸如用(yong)氧化(hua)(hua)穩定的(de)氧化(hua)(hua)錯等固(gu)態(tai)陶瓷電(dian)(dian)解(jie)質(zhi)，而不(bu)用(yong)使(shi)用(yong)液(ye)體電(dian)(dian)解(jie)質(zhi)。其(qi)工作(zuo)溫(wen)度(du)位(wei)于800-1000℃之間。

在這種燃(ran)料電池(chi)中，當氧離子(zi)從陰極(ji)移動到陽(yang)極(ji)氧化(hua)燃(ran)料氣體（主要是(shi)氫和一氧化(hua)碳(tan)的混合物）使(shi)便(bian)產生能量(liang)。陽(yang)極(ji)生成的電子(zi)通(tong)過外部電路移動返回(hui)到陰極(ji)上，減(jian)少(shao)進入的氧，從而完(wan)成循環。

陽極反應：H2 + O^2- →H2O + 2e-

CO + O^2- → CO2 + 2e-

陰極反應：O2 + 4e- → 20^2-

對(dui)于(yu)溶(rong)化的(de)(de)碳(tan)酸(suan)鹽(yan)燃料電(dian)(dian)池(chi)(chi)而言，高溫意即這(zhe)(zhe)種(zhong)電(dian)(dian)池(chi)(chi)能(neng)抵御一氧(yang)化碳(tan)的(de)(de)污染，正如上式顯示的(de)(de)那(nei)樣，一氧(yang)化碳(tan)會隨時氧(yang)化成(cheng)二氧(yang)化碳(tan)。這(zhe)(zhe)便省卻(que)了外部(bu)重整從燃料中(zhong)提(ti)取氫(qing)，而且這(zhe)(zhe)種(zhong)電(dian)(dian)池(chi)(chi)還可以再(zai)直接使(shi)用(yong)石(shi)油或天然氣。固態氧(yang)化物燃料電(dian)(dian)池(chi)(chi)對(dui)目前所有燃料電(dian)(dian)池(chi)(chi)都有的(de)(de)硫污染具有最大(da)的(de)(de)耐(nai)受(shou)性(xing)。由(you)于(yu)它們使(shi)用(yong)固態的(de)(de)電(dian)(dian)解(jie)質，這(zhe)(zhe)種(zhong)電(dian)(dian)池(chi)(chi)比溶(rong)化的(de)(de)碳(tan)酸(suan)鹽(yan)燃料電(dian)(dian)池(chi)(chi)更穩(wen)定，然而它們用(yong)來承受(shou)所產生的(de)(de)高溫的(de)(de)建造(zao)材料卻(que)要昂貴得多。

固體氧化物燃料電池(chi)特點：

SOFC與第一代(dai)燃料(liao)(liao)電池（磷(lin)酸型燃料(liao)(liao)電池，簡(jian)稱(cheng)PAFC）、第二代(dai)燃料(liao)(liao)電池（熔(rong)融碳酸鹽燃料(liao)(liao)電池，簡(jian)稱(cheng)MCFC）相(xiang)比它(ta)有如下(xia)優點：

①較高(gao)的電流密度和功率密度；

②陽、陰極極化可(ke)忽略，彼化損失集中在電解質(zhi)內阻降；

③可直(zhi)接使用氫氣、烴類（甲烷）、甲醇(chun)等作(zuo)燃(ran)料(liao)，而不必使用貴金(jin)屬作(zuo)催化劑(ji)；

④避免(mian)了中(zhong)、低溫(wen)燃(ran)料電池的酸堿電解質或熔(rong)鹽電解質的腐蝕(shi)及封接問(wen)題；

⑤能提供高(gao)(gao)質余熱，實現熱電聯產，燃(ran)料利(li)用率(lv)高(gao)(gao)，能量利(li)用率(lv)高(gao)(gao)達80%左右，是(shi)一種清潔高(gao)(gao)效(xiao)的能源(yuan)系統；

⑥廣泛(fan)采用陶(tao)瓷材料作電解(jie)質、陰極和陽(yang)極，具(ju)有全固(gu)態(tai)結構；

⑦陶(tao)瓷電解(jie)質(zhi)要(yao)求中、高溫運行（600~1000℃），加快了電池的反應進行，還(huan)(huan)可以實現多種碳(tan)氫燃(ran)料(liao)氣體的內部還(huan)(huan)原，簡化了設備。

固體氧化物燃料電池的發展及應用

固(gu)體氧(yang)化(hua)物燃料電池的(de)開(kai)(kai)發(fa)(fa)始于20世(shi)紀40年(nian)代(dai)，但是在(zai)80年(nian)代(dai)以后(hou)其(qi)研(yan)究才得(de)到(dao)蓬(peng)勃發(fa)(fa)展。早(zao)期(qi)開(kai)(kai)發(fa)(fa)出來的(de)SOFC的(de)工(gong)作溫度較高，一(yi)般(ban)在(zai)800~1000℃。目前科(ke)學家(jia)已(yi)經研(yan)發(fa)(fa)成功中溫固(gu)體氧(yang)化(hua)物燃料電池，其(qi)工(gong)作溫度一(yi)般(ban)在(zai)800C左右(you)。一(yi)些(xie)國家(jia)的(de)科(ke)學家(jia)也正在(zai)努力開(kai)(kai)發(fa)(fa)低溫SOFC，其(qi)工(gong)作溫度更可(ke)以降低至650~700℃。工(gong)作溫度的(de)進一(yi)步(bu)降低，使(shi)得(de)SOFC的(de)實(shi)際應用成為(wei)可(ke)能(neng)。

固態(tai)氧化物燃料電(dian)池的效率約為(wei)60%左右，可供工業界用(yong)來發電(dian)和取(qu)暖，同(tong)時也具有為(wei)車輛提(ti)供備用(yong)動力(li)的潛力(li)。

固體氧化物(wu)燃料電(dian)池的開發研究以及商業化，是解決目前(qian)世界能(neng)源短缺和(he)環境污染的重要手(shou)段，受到了世界主要國家的普遍重視，包括美國、歐洲、日本(ben)、澳大利(li)來、韓國等(deng)。