燃料电池的特征在于其电解质材料，SOFC具有固体氧化物或陶瓷电解质。这种燃料电池往大了说可应用于军事国防、太空研究等，在生活中则可应用于诸如电动汽车这样的交通工具和可移动电源此类的小型供电设备等各个方面。这类燃料电池的优点包括高效率，长期稳定性，燃料灵活性，低排放性和相对较低的成本。最大的缺点是需要高温工作，从而导致开启时间过长问题[1]。SOFC使用固体氧化物电解质将负氧离子从阴极传导到阳极。因此，在阳极侧发生O+与H或CO的电化学氧化。如今最新研究正在开发质子传导SOFC（PC-SOFC），其通过电解质传输质子代替氧离子，其优点是可以在比传统SOFC更低的温度下运行。

由于燃料电池对于环境没有极大的污染，其技术被大家广泛研究，也逐渐兴起。燃料电池作为一种新兴电池，对于能源结构的优化以及环境污染的减少都有着重要的实际意义。所以，燃料电池的开发对于我们现阶段对电池的不断更新换代来说是至关重要的。

1。2  固体氧化物燃料电池的简介

固体氧化物燃料电池，又可以简称为SOFC，固体电解质、阴极或者空气极、阳极或者燃料极作为主要部件再组成了固体氧化物燃料电池。其中，SOFC的核心部件就是电解质。在现今的研究和应用中，制备SOFC时，被选择使用的最多的也是最被人知晓的电解质材料就是YSZ。YSZ优点有许多，看似是不错的选择，但是由于YSZ自身的限制，如果需要优良的导电率，则其工作温度需要高达1000℃以上，在高温工作下的电池，会由于消耗过大而严重减短自身的使用寿命，如何开发出新的电解质及如何使电解质在较低温度下发挥其最大作用也成为了迫在眉睫需要解决的难题。

根据目前的研究发现，如果想使电解质工作温度降低，可以尝试的方法是将YSZ材料薄膜化，但由于其成本较高以及没有保证性而不作为最佳方案，所以必须开发出新型的电解质材料。本次实验的课题就是研究了氧化铈基固体电解质的一系列性质等等，这也是现今研究的热门之一。

它们通常可以在高温下工作，固体燃料电池不需要昂贵的铂催化剂材料，如目前对于低温燃料电池（例如PEMFC）所必需的，并且不易受CO（气态）催化剂中毒的影响。

固体氧化物燃料电池具有广泛的应用，从用作车辆中的辅助动力单元到具有100W至2MW的输出的固定发电。2009年，澳大利亚公司陶瓷燃料电池成功实现了SOFC器件的效率，达到了60％的理论标准[2]。更高的工作温度使SOFC适合应用于热机能量回收装置或组合的热和电力，这进一步提高了整体燃油效率。

由于这些高温，可以在阳极内部轻重烃燃料，如CH4，C3H8和C4H10。固体燃料电池也可以通过外部改造较重的碳氢化合物。这种重整产物是通过在SOFC阳极上游的装置中使烃燃料与空气或蒸汽反应而形成的氢，一氧化碳，二氧化碳，蒸汽和甲烷的混合物。SOFC动力系统可以通过使用燃料电池内的放热电化学氧化发出的热量来吸收吸热蒸汽重整过程来提高效率。此外，诸如煤和生物质的固体燃料可以被气化以形成适合于在一体化气化燃料电池动力循环中燃料化SOFC的合成气[3]。

热膨胀在启动时需要均匀和良好调节的加热过程。具有平面几何尺寸的SOFC堆叠需要大约1个小时的高度加热至关闭温度。微管燃料电池设计几何承诺启动时间更快，通常为几分钟。

SOEC可用于燃料生产，二氧化碳回收和化学品合成。除了生产氢和氧之外，还可以通过电解水蒸气和二氧化碳来使用SOEC来产生合成气。这种转换对于能源发电和能源储存应用是有用的[4]。