固体氧化物燃料电池(SOFC)发电系统的心脏——电池堆是一种由金属连接件、电池与密封材料构成的能量转换器件，它的性能直接决定了燃料电池发电系统是否能够走向商业化。因此，要想实现SOFC走向产业化，关键是要尽可能提高其发电心脏的性能，即主要是提高电池堆的热循环次数和降低电池堆的衰减速率。其中，性能优异的密封材料与良好的界面接触是实现上述技术目标的两大关键因素。

首先，密封材料直接决定着SOFC电堆能否成功运行。我们经过多年的研究，研制出了性能优异的密封材料，并进行了3 0 单元电池堆组装与测试， 其I - V 曲线测试结果表明： 在8 0 0 oC 和7 5 0 oC的工作温度下该电堆的开路电压(OCV)均≥3 4V，单体电池OCV平均超过1 . 1V，接近S O FC单体电池的理论开路电压。在此基础上，我们进一步测试了电池堆重复单元的热循环性能，发现热循环次数达到了46次，这意味着我们研制的电池堆具有优异的热循环性能。

 

其次，金属连接件与电池电极之间的界面接触是影响电堆输出性能的重要因素。我们通过设计电堆电池阴极与连接件界面接触的方式，组装了电池堆，并对其性能进行了测试，结果表明通过独特的界面接触设计，电堆的输出功率密度在7 5 0 oC 条件下可从≤ 0 . 1 W / c m 2提高到0 . 4 W / c m 2 。这样的输出性能可大大降低电堆的成本， 对促进SOFC发电系统的产业化打下了坚实的基础。

 

采用上述研究结果，我们组装了3 0 单元电堆( 该电池堆的I-V性能测试结果如图1所示)，并进一步对其进行了寿命检测。检测结果显示，该电池堆在750oC 、0 . 1 A / c m 2和燃料利用率η=39.2%的条件下，其衰减速率为10.9 7 % / 1 0 0 0 h。近期，我们通过改进金属连接件的高温防护，进一步使电堆的衰减速率降低到了2 . 6 3 % / 1 0 0 0 h  。众所周知， S O F C 发电系统的寿命要想实现≥4 0 0 0 0 h ， 其衰减速率须满足≤ 0 . 5 % / 1 0 0 0 h 。因此， 在未来的一段时间当中，我们仍然面临如何进一步降低电堆运行衰减速率，进而大幅度提高电堆运行寿命的问题。

经过近四年的努力，2010年，我们又成功实现了电堆的小型模块化(见图6)，并通过串并联结构组装了电堆阵列，其输出功率达到了1 . 4 k W ( 0 . 7 V ， 8 0 0 oC 和6 9 % 的燃料利用率，见图7)。四年来，我们研制的SOFC发电心脏——电池堆在热循环、功率密度、运行寿命等性能技术指标上取得了长足的进步，也在产品化方面走出了属于自己的特色。那么，我们的发电心脏已经足够强大了吗？现阶段，在电池堆走向产品化的过程中，仍然还存在许多亟待解决的问题，如热循环衰减、恒流放电衰减、功率密度的稳定性、电堆模块产品的一致性等等，而其中如何进一步降低电堆的运行衰减速率、提高电堆模块产品的稳定性与一致性则是当前面临的最大问题。

                                                                                  官万兵