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然而，为了降低SOFC的操作温度，我们首先必须要解决的问题就是阴极的催化活性。为了避免这样的状况的发生，科学家们研究发现，中低温时，阴极的极化损失是SOFC的主要损失。所以，我们必须研究出电导率高的新电解质的材料，同时选用和新型电解质材料互相匹配的新的阴极材料。阴极材料作为中低温度的固体氧化物燃料电池的重要的组成部分，它必须要有良好的稳定性使其在氧化环境中工作。所以，我们选择的材料必须要有离子足够高、电子电导率和优秀的催化活性等优点。

1.2固体氧化物燃料电池的概述

1.2.1固体氧化物燃料电池基本的工作原理

固体氧化物燃料电池由多个材料组成，其中主要是有阳阴极和电解质以及连接体。水电解装置工作时的逆反应和固体氧化物燃料电池发电原理比较相同，两极都会有催化剂进行催化，让阴阳极发生相应的氧化还原反应，这将会提高反应的速率[3]。

固体氧化物燃料电池的要求拥有相对优良的电导率和热膨胀系数，阴极与电解质两者之间符合化学的相容性，同时，也要求组成部分的具有一定很好的稳定性，包括化学性能、晶体结构、外观大小的稳定等等。电解质隔在固体氧化物燃料电池的阴极与阳极之间，然后阴极会进行还原反应并生成出氧离子，电解质就会将阴极生成的氧离子进行反应变为水。固体氧化物燃料电池的阴极与阳极所进行的反应方程式为：

阴极：O2+4e→2O2- （1-1）

阳极：H2+O2→H2O+2e （1-2）

总反应：2H2+O2→H2O+2e （1-3）现阶段SOFC的工作温度较高，一般都在800—1000℃。我们在实验时在阳极一侧会持续的通入如氢气、甲烷、煤气等燃料气，氢气具有催化作用，可以将阳极表面吸附燃料气体,然后通过阳极的多孔结构扩散，到达阳极与电解质的界面。然后继续让阴极置于氧气或空气中，氧离子会吸附在同样拥有多孔结构的阴极表面，然后使得O2变为为O2-因为阴极有催化剂的作用,同时，O2-在化学势的作用下被转移到起电解质作用的固体氧离子的导体，同时，因为浓度的不同，氧离子会最终到达固体电解质与阳极之间的界面，然后与那吸附的燃料气体发生相应的反应。但是电池的阴极严重影响了电池的功率以及极化电阻的高低，而阴极主要混合了离子与电子的导电性材料然后组成的[4]。所以阴极和电解质有着十分重要的关系，因为他们将决定了是否合适这一因素来决定电池的性能与制备。

1.2.2固体燃料电池发展的现状

固体氧化物燃料电池（SOFC）通过电化学产生电和热将燃料和空气组合通过离子导电电解质膜。这种能量生产是非常有趣的，因为公共意识已经提出了限制温室气体排放，提高能源转换效率系统和分散式能量转换系统。然而，单个SOFC仅产生小于一伏特。因此，为了实现有用的电压，多个单元通常是电的通过互连也串联在―堆叠‖中将一个电池的阳极侧的燃料与空气分离阴极侧。互连必须是电气的导电，气密，朝向相邻的化学稳定电极，成本有效并具有匹配的热膨胀系数（TEC）与其他细胞成分的相关性。所以科学家们根据电池的这种特性，发明并建造了分布式电站，这种电站可以充分的循环利用固体氧化物燃料电池工作时所排出的高温的气体，这样一来就可以相对的使得固体氧化物燃料电池的环境效益有所提高[5]。SOFC开发中的挑战之一是功率损耗，最主要因为互连之间的高接触电阻和电极。管状SOFC设计，即试图开发发电和供热国内使用，应在600°C和800°C之间的范围内运行和支撑管以及阴极侧集电器是金属组件。已经证明铁素体钢在氧化下形成MnCr2O4/Cr2O3氧化物SOFC操作条件，显着降低Cr蒸发。在形成这样的层Crofer22APU钢的钢中受到相当大的关注，因为它显示出低的氧化速率，良好的粘附和高导电氧化皮。然而，Cr蒸发仍然升高并且可能影响催化阴极活性导致细胞降解。 (责任编辑：qin)