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，成本低廉。SOFC尤其适用于分布式发电系统和动力电源系统。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。
为了实现固体氧化物燃料电池（SOFC）的广泛应用，世界上许多公司正在致力于SOFC的开发、制造和商业化研究。本文回顾和讨论了SOFC领域的相关发展现状。
介绍了世界领先的阴极支撑管式固体氧化物燃料电池（SOFC）技术。从SOFC的基本组成开始阐述SOFC的工作原理、优点、类型及应用。作为SOFC的一个重要分支，重点讨论了阴极支撑管式SOFC，详细介绍了其工艺创新、材料、制备工艺，以及传统的圆管（cylindrical）和扁管电池的电性能。然后对过去半个世纪以来西门子/西屋公司制造并且示范验证的SOFC发电系统进行了详细的总结。
随着固体氧化物燃料电池(SOFC)向中低温发展，使得金属材料用于SOFC的关键组件成为可能。金属支撑型SOFC（MS-SOFC）是以金属或合金作为燃料电池支撑体的结构。相对于其他支撑型SOFC，MS-SOFC具有更好的导电能力和导热能力、较高的机械强度以及较低的成本，所以引起了研究人员的广泛关注。目前，MS-SOFC的结构呈多样化发展，支撑体、电极和电解质的材料及其制备工艺也不尽相同。本文介绍了不同结构的MS-SOFC的研究现状，评述了它们各自的制备工艺和存在的问题，并提出了目前MS-SOFC亟需解决的问题。
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。在SOFC进入商业化发展的前期，测试方法的标准化有助于建立基础研究和开发研究间的有效和可靠联系，实现各研究机构所得测试结果的可比性，从而推动基础研究成果转化为现实的生产力。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。
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。
固体氧化物燃料电池（SOFC）是全固态的化学发电装置，其构成材料固体氧化物对SOFC性能的影响尤为重要。本文从材料对SOFC电化学性能影响的视角出发，立足电化学、固体电化学的基本原理，概述了SOFC构成材料的电化学表征方法，并将一些研究积累赘述文中，希望有利于材料的进一步研究。
论述了晶体材料，重点是固体氧化物燃料电池组件的导电机理，介绍了影响电导率的几个因素。针对不同的电解质和电极材料，讨论了几种常用的测量电解质和电极总电导率、电子电导率以及离子电导率的方法，并指出在测量中需要注意的问题。
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。
固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种高效、环保的发电装置。低温化是SOFC的主要发展方向。探索适合在低温（400~600 ℃）条件下操作的高性能电解质材料是SOFC低温化发展的关键。近年来，研究人员发展了新型的复合电解质材料，取得了较好的成果。本文综述了近年来低温SOFC复合电解质材料的研究进展，简要介绍了复合电解质材料的特点、类型和传导机理。
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。
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。寻找高性能的阴极材料和探索H-SOFC中的阴极反应机理，对于H-SOFC的发展具有重要的意义。围绕质子导体阴极材料的发展进行深入调研，着重阐述和总结了不同传导类型的阴极材料的电化学行为及其反应模型，为H-SOFC阴极材料的发展和应用提供了一种思路。
甲烷水蒸气重整（SMR）作为可与多种高温发电系统耦合的燃料供应过程，目前受到相当普遍的重视。本文从SMR的过程和反应机理、甲烷重整催化剂材料和性能评价、传统反应器和微反应器的SMR性能比较，以及耦合SMR系统的匹配等方面，对SMR反应的研究进展进行了归纳和分析。分析结果表明，目前与固体氧化物燃料电池（SOFC）耦合的SMR反应，尤其是与非传统的微小型反应器匹配的催化剂材料、反应器结构设计、结构与材料一体化的研究都有待深入。
固体氧化物电解池（SOEC）作为一种新的能源利用方式，可以将电能转化为化学能，具有高效、洁净、环保等优点。本文介绍了固体氧化物电解池的结构特点及其用于H2O/CO2的共电解制备H2和CO的工作原理，综述了固体氧化物电解池的组成形式，以及单片电解池和电解池堆用于H2O/CO2共电解反应的国内外研究进展，并阐述了提高固体氧化物电解池共电解效率所亟需解决的问题。