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固体氧化物燃料电池（SOFC）系统的主要优势之一是其出色的燃料灵活性,尤其是无需使用昂贵的外部重整工艺即可直接利用天然气,沼气或其他碳氢化合物燃料的潜力。直接内部重整（DIR）SOFC将甲烷直接进料并在阳极重整以产生用于发电的氢气,例如甲烷的蒸汽和CO2重整,具有更高的整体系统效率。然而,最具挑战的是在烃类重整过程中会发生大量的副反应,如:（i）CH4的裂解反应,（ii）CO歧化和（iii）逆水气变换反应,使Ni基活性阳极因碳沉积失活,阻碍重整反应的进行。本研究以具有对称双面阴极（DSC）的大扁管SOFC的新型电池作为研究对象,采用更具现实意义的甲烷（天然气,沼气）作为燃料气,研究不同运行工况（进料组分,温度,电流密度等）对电池性能的影响及其长期稳定运行中的衰减规律和衰减机理,特别是对阳极积碳现象的影响及积碳引起的电池衰减机理。论文主要的工作及结论如下:（1）以氢气为燃料气时,电池在750oC,放电电压为0.8V时,获得0.56W/cm2的优异的电化学性能,相应的燃料利用率为57.5%。如所预期的,该性能介于基于YSZ的阳极支撑平面和管状SOFC之间。电池经历了约2030 h的放电运行、4次热循环和短时间的气体耗竭事故,并计算出每两次放电之间电池的衰减速率约为每千小时10%。表现出一定的热循环稳定性和氧化还原稳定性。钢螺杆的蠕变行为、组织结构的变化和气密性部件的失效是导致其性能下降的主要原因。但对电池性能下降影响最大的因素还有待进一步研究。（2）直接使用甲烷和水蒸气作为燃料时,DSC具有厚阳极支撑体,可作为有效的内部重整器,从而实现高甲烷转化率和高CO选择性。而且,无论S/C比如何,在甲烷的内部重整过程中,阳极功能层都没有任何碳沉积。尤其是,DSC在S/C=2下在750°C恒定电流密度为0.257 A cm-2的条件下稳定运行190 h。（3）直接使用甲烷和二氧化碳作为燃料时,DSC具有厚阳极支撑体,可作为有效的内部甲烷干重整器,实现高甲烷转化率。而且,在内部甲烷重整过程中,无论CO2/CH4比率如何,阳极功能层都没有任何碳沉积;特别时,DSC在CO2/CH4=2下在750°C恒定电流密度为0.2 Acm-2的条件下稳定运行500小时,这表明劣质沼气（甲烷含量低）可有效地用于直接内部干法重整的SOFC发电和生产合成气（CO+H2）。对于CO2/CH4=0.5进料,相对于没有催化剂的情况（?5h稳定运行）,通道内放置Ni/YSZ催化剂颗粒（?15h稳定运行）,作为电池内重整器,可降低了DSC中支撑阳极中的碳积累速率,潜在地消除了碳沉积在支撑阳极上的风险,可能是一种在碳沉积条件可行且容易的延长电池寿命方法。