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资源的枯竭与低排放的要求是能源和环境问题的焦点，固体氧化物燃料电池(SOFCs)是能够解决这些问题的潜在方法。高效率、低排放、燃料适应性好是SOFCs相对于其他燃料电池的最大优势。由于SOFCs的运行温度较高，含碳燃料能够被应用，而且不会遭遇氢经济遇到的重重困难。本文中含碳燃料分为两种应用方式:外重整与直接电化学氧化。当含碳燃料外重整时，我们使用阳极支撑管式电池作为研究平台。当使用水碳比较低的含碳燃料时，我们使用阴极支撑的平板电池作为研究对象，这样可以有效的防止碳沉积。研究成果如下: 1.运行了水汽催化重整的催化重整器，评估了商用催化剂，运行50小时保持性能稳定且无碳沉积，通过色谱分析甲烷水汽重整后得到的合成气中的H2，CO，CH4，CO2的含量分别是57.5％，18.7％，10.4％，7％;甲烷水汽重整的催化效率为93％，对H2，CO，CO2的选择率分别是98.7％，64.2％，35.7％。 2.制各三类微管式电池，其结构为MT-G1:Ni-YSZ/Ni-ScSZ/ScSZ/LSM-ScSZ; MT-G2:Ni-YSZ/Ni-ScSZ/ScSZ/porous ScSZ/LSM; MT-G3:NiO/YSZ-NiO/ScSZ-ScSZ-多孔ScSZ-CGO-LSCoFe。讨论了外重整制备的合成气作为SOFC的燃料的可行性与稳定性。 3.制备了串联式的微管式电池的电堆模块，在850℃时，在H2和C2H5OH下的输出功率分别为3.5W和3W;测试了电堆在750℃，C2H5OH中1A的放电电流下，电堆和单电池的放电电压分别为1.6，0.8，0.8V。设计了并联式的微管式电堆模块，750℃在H2和C2H5OH下的输出功率分别为4.5W和4.5W。最后设计了基于微管式电池的便携式电源的基本结构，解释了其运行的原理。 4.流延、层压、共烧结制备阴极支撑的半电池结构:LSM95/LSM95-ScSZ/ScSZ/，优化了选择支撑层的造孔剂含量30％;阴极活性层造孔剂含量为21％。丝网印刷NiO-SSZ作为阳极，单电池在850，800，750℃分别为0.625，0.479，0.325mW·cm-2。欧姆阻抗与极化阻抗分别是:0.085，0.104，0.125Ω·cm2和0.8，1.2，2.1Ω·cm2。 5.溶胶-凝胶法制备LSCrFe粉体，煅烧到1000℃可得到纯相粉体;具有较好的还原稳定性，与SSZ的化学相容性良好;通过化学吸附仪考查了LSCrFe的还原行为。在700，750，800和850℃，LSCrFe在3％H2O的H2下总电导率分别是0.045，0.061，0.08和0.18 S/cm-1;在750℃时H2和CH4的最大功率密度为0.15，0.06W·cm-2，欧姆与极化阻抗分别为0.15Ω·cm2;1.6和2.1Ω·cm2。 6.通过流延、层压、共烧结制备了新型阴极支撑电池，电池结构为LSM95|porous-SSZ|SSZ|porous-SSZ;使用La0.6Sr0.4Fe0.9Sc0.1O3-d浸渍到阴极活性层作为活性阴极活性材料;浸渍Ni-SDC作为阳极材料;考查了电池的性能与长期稳定性;考查了LSCrFe-SDC复合阳极，Ni-SDC复合阳极，LNF钙钛矿阳极等在阴极支撑电池上的性能与稳定性;考查了复合电极的长期稳定性与氧化还原稳定性;并验证了直接电化学氧化制备合成气的可行性。