（一）
数据中心供电需求高增，SOFC有望快速发展
AI的尽头是算力，算力的尽头是电力。当前AI的快速发展，带来全球数据中心用电量的快速增长，国际能源署（IEA）预测，到2030年全球数据中心的电力需求将接近千亿兆瓦时。中金公司认为固体氧化物燃料电池（SOFC）系统或有望成为数据中心供电的新解法。
图 SOFC管式和平板式结构，来源网络
SOFC作为一种高温电化学发电技术，在600–1000℃下运行，直接将燃料化学能转化为电能，具有效率高、排放低的特点，被誉为21世纪最有发展前景的新能源技术。
相较于传统发电方式，SOFC具备显著优势：
（1）发电成本显著低于传统机组，约为0.09美元/千瓦时，相当于柴油机组的1/3；
（2）电效率达55–65%，热电联供效率超90%；
（3）支持天然气、氢气、生物天然气、氨气等多种燃料，燃料灵活性高；
（4）系统结构简单，寿命达4–6万小时，满足数据中心不间断用电需求；
（5）模块化设计支持90天内快速部署；
（6）能直接输出直流电，不需要交直流转换，电压波动小，可满足服务器芯片对电能质量的严格要求
（7）排放近乎零碳，契合低碳目标。
SOFC具有燃料适应性强、环境友好、部署灵活等特点，多种优势叠加使其成为解决能源和环境问题的理想解决方案之一，在固定式发电、家庭用微型热电联供、交通运输及便携式领域也展现出应用潜力。
根据Fortune Business Insights数据，2025年全球SOFC市场价值为37.8亿美元，预计2026年将达到50.5亿美元，到2034年将达到346.5亿美元，2026-2034年复合年增长率为32.44%。亚太地区在固体氧化物燃料电池市场占据主导地位，到2025年，其份额将达到72.87%。
（二）
SOFC快速发展有望拉动上游应用需求
1.SOFC的基本组成
从SOFC的结构来看，它由电解质（陶瓷材料）、阳/阴极、连接体（陶瓷或合金）构成单电池，通过封接材料将单电池与带有气体通道的连接体材料密封在一起，形成固体氧化物燃料电池组堆。
图 固体氧化物燃料电池的基本组成
（1）电解质
电解质是电池核心，电解质性能直接决定电池工作温度和性能，一般采用氧化物陶瓷制作，SOFC电解质材料包括氧化钇（Y2O3）稳定氧化锆（ZrO2）（YSZ）、钆掺杂氧化铈（GDC）以及钙钛矿结构材料。目前应用最广泛的钇稳定氧化锆。
（2）阳极材料
SOFC的电极材料首先是一种催化剂，对阳极材料要求电子电导率高，在还原气氛中稳定并保持良好的透气性，SOFC阳极目前常用的材料为镍-氧化钇稳定氧化锆（Ni-YSZ）复合材料。
图 大功率SOFC堆栈的组装，来源：Fraunhofer IKTS
（3）阴极材料
SOFC阴极材料在高温氧气氛环境工作，起传递电子和扩散氧作用，应是多孔洞的电子导电性薄膜，要求阴极材料具有高电导率、高温抗氧化性以及高温热稳定性，并且不与电解质发生化学反应。钙钛矿结构氧化物（La1-xSrxMnO3）在SOFC阴极材料中的应用非常广泛。
（4）连接体材料
连接体材料在单电池间起连接作用，并将阳极侧的燃料气体与阴极侧氧化气体（氧气或空气）隔离开来。在SOFC中，要求连接体材料在高温下、氧化和还原气氛中组成稳定、晶相稳定、化学性能稳定，热膨胀性能与电解质组元材料相匹配，同时具有良好的气密性和高温下良好的导电性能。钙钛矿结构的铬酸镧(LaCrO３)常用作SOFC连接体材料。
（5）封接材料
SOFC目前主要密封技术有3种：压力密封，玻璃封接和钎焊。其中，玻璃粉体及玻璃陶瓷粉体具有成本低、容易封接、易于规模化生产等优点，是国内外广泛研究与采用的SOFC封接材料。常用密封玻璃主要有硅酸盐密封玻璃、硼硅酸盐密封玻璃、铝硅酸盐密封玻璃和硼铝硅酸盐密封玻璃四大体系。
图 封接玻璃在SOFC中的应用，来源：SCHOTT
2.SOFC的主要生产工艺
平板式单电池典型的制造过程包括：首先在准备阶段分别将阳极、电解质和阴极的材料进行球磨，干燥和煅烧；然后制备阳极层并在1200∼1400℃左右烧结；接着在阳极层上喷涂或者丝网印刷制备电解质层，并在1200∼1400℃下烧结；最后在电解质层上喷涂或者丝网印刷制备阴极层，并将整个PEN在1000∼1200℃下共烧结。
图 SOFC单电池生产工艺流程
主要原材料及耗材包括：钇稳定氧化锆（YSZ）、钆掺杂氧化铈（GDC）、钙钛矿型氧化物（镧锶锰LSM、镧锶钴铁LSCF）、氧化亚镍、封接玻璃、焊料、陶瓷助剂、耐火材料等；
主要设备及配件包括：研磨分散设备、流延设备、丝网印刷设备及网版、等离子喷涂设备、叠片设备、等静压设备、烧结设备、检测设备等。
来源：
1.固体氧化物燃料电池宏观力学效应研究进展，徐心海,等
2.固体氧化物燃料电池，彭苏萍,等；
3.固体氧化物燃料电池 发展现状与关键技术，李箭,等.
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