毕业论文课题相关文献综述
1 引言众所周知，环境友好的新能源材料是21世纪科学研究的重要领域。
固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cells, SOFCs)由于其燃料选择范围广、能量转化效率高、环境友好等优点，是一种有巨大发展潜力的新型绿色能源。
因此固体氧化物燃料电池成为解决能源危机和环境污染问题，可靠途径之一，被认为是未来能源经济的基石[1]。
2 固体氧化物燃料电池简介固体氧化物燃料电池属于第三代燃料电池，它是通过电化学反应将化学能直接转化为电能的一种装置。
一个SOFC单电池是全氧化物陶瓷结构，主要由三部分组成，包括多孔的阳极、阴极和致密的电解质膜[2]。
目前研究较为成熟的是以离子导体作为电解质的固体氧化物燃料电池（O-SOFC），但质子导体作为电解质的固体氧化物燃料电池（H-SOFC）由于具有高燃料利用率，高理论电动势，高离子迁移数以及低传导活化能，因而也备受关注。
2.1 固体氧化物燃料电池的工作原理在阳极一侧持续通入燃料气，例如H2，CH4，煤气等，具有催化作用的阳极表面吸附燃料气体例如氢，并通过阳极的多孔结构扩散到阳极与电解质的界面。
在阴极一侧持续通入氧气或空气，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.其电化学反应过程如图1[3]。
图1 O-SOFC电池电化学反应过程示意图 2.2 固体氧化物燃料电池的优缺点 SOFC之所以备受关注，是因为它本身具有巨大的优势[4-5]： (1)电池具有全固态组件，不存在电解质泄漏和部件腐蚀等问题，便于模块化组装，可用作各种分布式电源； (2)电池高温运行(600 ℃-1000 ℃)，不使用贵金属催化剂也能使电极反应快速进行，不会因为一氧化碳而产生电极中毒的现象，SOFC逆运行则变为电解池可用于高效制氢； (3)利用高温余热可以实现与燃气轮机联用，热电联供时系统的燃料总利用率可达80%-90%； (4)燃料适应性强，不仅可以用氢气作为燃料，还可以使用天然气、煤气、甲醇、乙醇等碳氢化合物燃料； (5)可以利用电堆自身的热量使甲烷等碳氢燃料在电池内部进行内重整，实现装置的小型化和高效率化。
但传统的O-SOFC工作温度高，也给固体氧化物燃料电池造成了如下缺点：（1）为了防止温度升高过快引起炸裂，启动较为缓慢；（2）工作温度较高（600℃-1000℃），导致材料选择受限，同时连接体昂贵；（3）要考虑阴阳极与电解质反应的问题。
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