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如第1章所述，SOFC可分为平板式和管式两大类 [1] ，与平板式SOFC相比，管式SOFC因其具有机械强度高、抗热冲击性能好、密封简单、易模块化集成等特点，所以适合于建设大容量发电系统，特别是大尺寸管式SOFC。根据支撑体不同，管式SOFC可以分为阴极支撑型、阳极支撑型和电解质支撑型，见表3-1 [2,3] 。应用于未来动力系统的SOFC需具有寿命长、稳定性好和可靠性高等特点，其中寿命至少要达到4万h [4] 。电解质支撑型管式SOFC采用电解质作为支撑管，电解质管内侧的阳极或阴极材料难以涂覆均匀，若规模化放大制备，很难保证电池管的质量，所以研究和应用较少 [5] 。西门子-西屋公司采用电化学气相沉积法制造了第一个用于商业生产的阴极支撑型管式SOFC [6] ，其组装的100kW电站系统进行了3万h以上运行试验并且单管电池进行了9年以上运行试验，证明了阴极支撑型管式SOFC的稳定性较好。但阴极支撑型管式SOFC工作温度高（900～1000 o C），制备技术和过程复杂，成本较高，功率密度也远低于新发展的阳极支撑型管式SOFC，限制了其在动力系统中的商业化应用 [7] 。因此，近年来工作温度低并且容易制造的阳极支撑型管式SOFC得到了快速发展。基于管式SOFC的技术特点，本章重点介绍阴极支撑和阳极支撑管式SOFC材料与制备工艺、管式SOFC组堆与系统集成技术以及其应用。
表3-1 不同结构管式电池比较 [2]
