为适应当今社会经济发展的需求，在电力供应方面不仅要做到足够量的产出，还要保证质的提升，当今社会电子产品已融入到生活的方方面面，人们已经习惯了电力带来的便捷，如果电力发生全面中断，小到居民的生活起居，大到国家的经济运营，都将受到严重影响，而就这点来说，燃料电池，尤其是SOFC则具有绝对的优势，它不仅能够保证能源的不断供给，而且还是清洁、无污染，无噪声的高效电力转化系统。

1。2 燃料电池基础

1。2。1 燃料电池的特点

（1）燃料电池的优点：

①燃料电池属于可再生能源，只要有燃料供给就能实现持续发电；

②将化学能直接转化为电能，大大提高了能源转化效率；

③可靠性高，使用寿命长；

④无噪声，无污染；

⑤自身功率和容量间无关联性，可随意缩放尺寸。

（2）燃料电池的缺点：

①制造成本高；

②功率密度较低，不能普适于电子领域和汽车领域；

③所需燃料难以存储，利用率较低；

④工作环境及操作要求较高。

1。2。2 燃料电池的组成及工作原理

    燃料电池的组成部分：阳极、电解质、阴极和外电路。但基本单元的工作过程相似，以氢氧磷酸型电池为例，其工作原理如下图1-1所示。

图1-1 燃料电池的基本单元

电池内部反应过程：

（1）氢气在催化剂的作用下，在阳极发生的反应为：

（2）失去电子的氢离子通过电解质到达阴极区域。而在阳极反应中失去的电子则通过外电路及负载也达到阴极。接下来阴极发生的反应为：

（3）综合以上（1）（2）两个过程，可以得到氢氧燃料电池的总反应式为：

随着电池不断地发生反应，电池向外供电。这里只需要保证H2和O2的持续供应，燃料电池就不会停止工作。

1。2。3 燃料电池的分类

燃料电池的类别及性能参数的对比,如表1-1所示：

表1-1 燃料电池的分类及性能参数[1]

燃料电池的类型 碱性燃料电池（AFC) 磷酸燃料电池

（PAFC) 熔融碳酸盐燃料电池论文网

（MCFC) 固体氧化物燃料电池

（SOFC） 质子交换膜燃料电池

（PEMFC)

比功率（W/kg) 35-105 100-220 30-40 15-20 300-1000

单位面积的功 率（W/cm2) 0。5 0。1 0。2 0。3 1-2

燃料电极的燃料种类 H2 天然气、甲醇、液化石油气 天然气、

液化石油气 H2、CO、HC H2

氧电极的氧化物种类 O2 空气 空气 空气 空气

电解质 有腐蚀、液体氢氧化钾 有腐蚀、液体硫酸水溶液