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胡亮,杨志宾 ,熊星宇 ,雷泽 ,葛奔 ,张博 ,彭苏萍
《中国工程科学》 2022年 第24卷 第3期 页码 118-126 doi: 10.15302/J-SSCAE-2022.03.013
固体氧化物燃料电池（SOFC）具有发电效率高、燃料适应性强、高温余热可回收等优点，在大型发电、分布式发电及热电联供、交通运输及调峰储能等领域具有广阔的应用前景大力发展采用氢及碳基燃料的固体氧化物燃料电池技术将有助于推动我国能源供给侧结构性改革，推动能源技术革命，为实现碳达峰、碳中和目标奠定技术基础。本文介绍了国内外固体氧化物燃料电池产业的发展现状，分析了我国固体氧化物燃料电池产业发展面临的难题，结合国外固体氧化物燃料电池产业发展的经验，梳理了我国固体氧化物燃料电池产业发展的思路及重点任务。研究提出，加快制度体系建设，加强固体氧化物燃料电池技术及产业发展的顶层设计；强化财税金融支持，充分发挥市场在资源配置中的决定性作用，突出企业主体地位；坚持创新驱动发展，把自主技术创新作为推动固体氧化物燃料电池产业发展的主要驱动力；完善标准规范体系，形成具有自主知识产权的技术标准；加强固体氧化物燃料电池领域人才培养，深化国际交流与合作，为今后我国固体氧化物燃料电池产业的规模化、商业化发展提供指导。
韩敏芳,彭苏萍
《中国工程科学》 2013年 第15卷 第2期 页码 4-6
以煤炭、石油、天然气为代表的化石燃料是中国乃至世界的主要能源资源，其平均发电效率低（30 %左右），环境危害大，迫切需要改进。燃料电池是一种高效发电装置，将燃料的化学能直接转换为电能。在各种燃料电池中，固体氧化物燃料电池（SOFC）可以直接使用各种含碳燃料，很容易与现有能源资源供应系统兼容，一次发电效率高（50 %～60 %）；SOFC采用全固态结构，长期稳定性好；不使用贵金属催化剂基于我国能源结构的现状和稀土资源优势，很有必要发展碳基燃料SOFC。在SOFC从示范运行逐步走向产业化应用的过程中，迫切需要进一步提高其长期稳定性并降低成本，所以今后的研究重点是碳基燃料SOFC关键材料和系统集成创新，解决其中的材料设计和制备、碳基燃料反应特性、电池构造、理论模拟、系统集成与运行过程中的基础科学和技术问题，为高效率、低成本、稳定可靠的碳基燃料SOFC系统产业化奠定基础。
孙春文,孙杰,杨伟,马朝晖,李 帅,仙存妮, 王少飞,肖睿娟,施思齐,李 泓,陈立泉
《中国工程科学》 2013年 第15卷 第2期 页码 77-87
固体氧化物燃料电池（SOFCs）是一类可以将燃料气体的化学能以高效而环境友好的方式直接转化为电能的电化学反应器。最近的研究趋势是发展可以直接电化学氧化碳氢化合物燃料（如天然气）的电池，但是使用碳氢化合物作为燃料时，目前最常使用的镍-氧化钇稳定的氧化锆（Ni/YSZ）金属陶瓷阳极材料具有易积碳和硫中毒的缺点。因此，研究在燃料气氛下具有混合离子-电子电导的替代阳极材料显得尤为必要。综述了以碳基燃料工作的SOFCs阳极材料研究的一些进展，并展望本领域在未来的发展趋势。
韩 达,吴天植,辛显双,王绍荣,占忠亮
《中国工程科学》 2013年 第15卷 第2期 页码 66-71
低温化是固体氧化物燃料电池（SOFC）发电技术的重要发展趋势。SOFC工作温度的降低不仅可极大地降低材料及制备成本，更重要的是可极大地提高其长期运行的稳定性。电解质是SOFC的核心部件，可以采用电解质薄膜化或新型电解质材料来降低SOFC的工作温度。本文概述了目前被广泛研究的低温SOFC的电解质材料，并从其结构及性能出发，重点阐述了它们各自的优点和局限性。
赵凌,夏长荣
《中国工程科学》 2013年 第15卷 第2期 页码 88-97
能源危机和环境污染是全世界在可持续发展道路中所面临的难题。固体氧化物燃料电池（SOFC）具有高能量转化效率和低污染排放，被认为是未来能源经济的基石。其中，以质子导体作为电解质的固体氧化物燃料电池（H-SOFC）由于具有高燃料利用率、高理论电动势、高离子迁移数以及低传导活化能，因而备受关注。然而，与氧离子导体固体氧化物燃料电池（O-SOFC）相比，H-SOFC的材料选择和理论体系还处于初级阶段，尤其是H-SOFC的阴极。在H-SOFC中，氢气在阳极被氧化，形成质子，通过电解质迁移到阴极，而后与氧进行电极反应生成水，其阴极的电极过程比O-SOFC更为复杂。
凌文,李全生,张凯
《中国工程科学》 2022年 第24卷 第3期 页码 80-88 doi: 10.15302/J-SSCAE-2022.03.009
本文从“双碳”目标背景和氢能在我国构建清洁低碳、安全高效现代能源体系中的作用出发，系统梳理了全球氢能产业的进展情况，从氢能产业规模、产业特点、产业政策等方面分析了我国氢能源产业的发展现状、发展需求和面临的主要问题。当前，我国氢能产业战略布局不断强化，氢能基础设施领域投资逐步开展，区域产业集聚效应初步显现，但存在标准体系不健全、产业同质化苗头显现、产业链尚未打通且应用场景单一等挑战。研究建议：进一步加强氢能产业发展顶层设计，系统构建制氢、储氢及用氢技术标准体系，加大氢能全产业链的试点示范与推广，提升氢能科技创新，实现高水平自立自强，进而推动我国氢能产业高质量发展。
屠恒勇
《中国工程科学》 2013年 第15卷 第2期 页码 33-38
固体氧化物燃料电池（SOFC）性能的测试结果能揭示材料和制备方法及其性能之间的复杂关系，确定燃料电池内部损耗的各种来源，并指导有关材料和制备技术的研发。本文综述了国际上有关单电池标准测试系统的建立和步骤的制定以及测试结果报告的标准化，指出了在我国建立完善的SOFC发电技术标准体系的重要性和迫切性。
李家玉,王宝轩,陈美娜,李昂,方秀荣,宋策,林子敬
《中国工程科学》 2013年 第15卷 第2期 页码 39-49
主要对碳基固体氧化物燃料电池（SOFC）中三传二反的控制方程、不同尺度的不同物理场理论模型以及碳基燃料的重整、催化和硫化等方面进行概括总结。SOFC有可使用氢气、一氧化碳、甲烷和其他的碳氢化合物作为燃料进行电化学反应的燃料灵活性，但使用碳氢燃料需要解决诸如碳基燃料的重整、电极的催化、积碳和硫化等问题。电池内部反应气体的物质输运、电荷输运、能量输运、动量输运和化学及电化学反应状态均可以用偏微分方程来描述。运用这些电化学反应和输运的偏微分方程，结合材料的微观性质，可以建立SOFC的多尺度多物理场模型。通过理论模型研究材料微结构与性质、工作条件、几何构型等参数对电池性能的影响，对SOFC材料组成与电池堆结构进行定量分析和优化设计，可以加速SOFC技术的更快发展。
CO2高温电解技术助力化工产业碳中和 Review
李一枫, 张龙贵, 于波, 朱建新, 吴长江
《工程（英文）》 2023年 第21卷 第2期 页码 101-114 doi: 10.1016/j.eng.2022.02.016
化学工业是我国主要的CO2排放源，为了实现我国的碳中和目标，必须重点关注化学工业的碳排放情况。基于固体氧化物电解池（SOEC）的CO2高温电解技术，对于中国实现碳减排、碳达峰和碳中和目标具有重要意义。此外，该技术可以实现CO2的资源化利用，从而产生可观的环境效益和潜在的经济效益。目前，CO2高温电解技术已经在实验室和中试阶段取得了很大进展，但对该技术的大规模工业应用还需要进一步探索。本文综述了高温CO2电解池材料的最新研究进展，讨论了SOEC技术的未来发展方向，并提出了SOEC技术与化工合成耦合实现碳中和目标的方法。
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