在全球变暖的背景下, 清洁、可持续的能源逐渐成为全球关注的焦点，能源转型提速，“双碳”目标持续推进。固体氧化物电池（Solid Oxide Cell, SOC）因其燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell,SOFC）模式下的高效清洁发电能力和电解池（Solid Oxide Electrolysis Cell,SOEC）模式下的优异制氢及储能潜力, 近年来受到广泛关注，是我国“双碳”战略下能源结构转型的有力抓手。
图 SOFC/SOEC工作原理
固体氧化物燃料电池（SOFC）凭借其全固态结构、高能量转化效率（发电效率可达45%～60%）、广泛的燃料适应性以及环境友好性, 在分布式发电、热电联供等领域展现出广阔的应用前景。作为SOFC的逆过程, 固体氧化物电解池（SOEC）能够将水和二氧化碳电解转化为氢气和一氧化碳, 具备高能量转换效率（85%~95%）、大电流密度、强稳定性及无需贵金属催化剂等显著优势, 是一种高效、清洁的电化学能量转换与储存技术。
图 平板式SOFC制备示意图
SOFC的主要组成部分包括电解质、阳极、阴极和连接体材料。SOFC采用陶瓷作为电解质。SOFC常用的Y2O3稳定的ZrO2（YSZ）电解质材料在1 000 ℃以上才具有较高的离子电导率, 但过高的工作温度会提高运行成本, 限制材料选择, 并降低系统稳定性。如果将陶瓷电解质的运行温度降低，制造和维护成本也能降低。因此，降低工作温度一直是SOFC发展的核心问题之一, 开发高电导率电解质材料和降低电解质膜厚度是实现SOFC中低温化应用的主要路径。
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