固体氧化物燃料电池（SOFC）因其高能量转换效率、燃料灵活性（可使用氢气、天然气、沼气甚至氨）以及低排放特性，被视为未来清洁能源系统的重要组成部分。然而，传统SOFC多采用全陶瓷结构（如阳极支撑型），存在脆性大、热循环性能差、启动慢等短板，限制了其在移动或动态负载场景中的应用。近年来，
金属支撑型固体氧化物燃料电池（MS-SOFC）凭借其结构设计，成为突破上述瓶颈的关键技术路径。 一、什么是金属支撑型SOFC？
传统SOFC通常以多孔镍-氧化钇稳定氧化锆（Ni-YSZ）陶瓷作为阳极支撑体，整体为全陶瓷结构。而金属支撑型SOFC则采用多孔金属合金（如铁铬铝或铁铬合金）作为机械支撑层，电解质（如YSZ或GDC）和电极（阳极/阴极）以薄膜形式沉积于其上。
典型结构从下至上依次为：
多孔金属支撑体：提供机械强度与气体通道；
阳极功能层：促进燃料氧化反应；
致密电解质层：传导氧离子；
阴极层：催化氧气还原。
这种“金属+陶瓷薄膜”的复合结构，既保留了SOFC的高温电化学性能，又显著提升了机械鲁棒性。
二、核心优势：为何选择金属支撑型固体氧化物燃料电池？
1. 优异的机械强度与抗冲击性
金属支撑体具有远高于陶瓷的韧性与抗弯强度，能承受振动、冲击和装配应力，适用于车载、船舶、无人机等移动平台。
2. 快速启停与良好热循环性能
传统SOFC因陶瓷热膨胀系数不匹配，冷热循环易开裂。而金属支撑体导热快、热容低，配合优化的热管理，可实现30分钟内从室温升至工作温度，并支持数百次热循环而不失效。
3. 简化电池堆密封与集成
金属外壳易于焊接或机械密封，大幅降低电堆封装难度。
4. 潜在的低成本制造路径
金属卷材可通过轧制、冲压等成熟金属加工工艺批量生产，结合喷涂、丝网印刷等薄膜沉积技术，有望实现卷对卷连续制造，显著降低量产成本。
三、应用场景涵盖：
分布式发电与热电联供；
氢能备用电源；
船舶与特种车辆辅助动力单元（APU）；
与可再生能源耦合的储能-发电一体化系统。
结语
金属支撑型固体氧化物燃料电池代表了SOFC技术向高可靠性、快响应、低成本演进的重要方向。随着产业链协同创新加速，有望在未来十年内实现规模化商用，为全球碳中和目标贡献关键技术力量。
更新时间：2026-02-05
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