第1章
緒論

面向國家碳達峰與碳中和目標，亟須發展清潔、高效的能源轉換技術，促進動力系統低碳化轉型。燃料電池可以將燃料的化學能直接轉化為電能，其發電過程突破卡諾循環限制，具有發電效率高、低污染、低噪聲等特點，受到了世界各國的廣泛重視，有望成為繼內燃機、鋰電池之后的新一代高效動力。

目前，燃料電池在動力領域發揮著越來越重要的作用，2020年出貨量接近1GW[1]。在眾多燃料電池類型中，質子交換膜燃料電池（Proton Exchange Mem-brane Fuel Cell，PEMFC）在移動、便攜使用領域占有主體地位，隨著加氫站的普及，豐田與現代正引領PEMFC動力汽車的商業化，本田、奔馳、寶馬等公司也在其中占有一席之地。

與PEMFC相比，固體氧化物燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell，SOFC）在高溫（600～1000℃）下工作，其余熱等級較高，可進一步與燃氣輪機組成混合動力系統，發電效率可達80%以上；同時，其燃料適用范圍廣，不僅可以采用純氫作為燃料，還可以使用天然氣、重整氣等多種碳氫燃料，是實現碳基能源清潔高效利用的關鍵技術。