固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell,SOFC）是一种能够利用电化学反应将燃料中的化学能直接转化为电能的发电装置。其热管理问题是影响SOFC产业化的关键技术之一。目前SOFC热管理采用的主要方法为在阴极通入过量空气,以空气带走电池的产热。然而,这种方法的冷却效果有限,通入大量的空气还会使电池系统的额外功耗增大。因此,本文提出一种耦合氨气（NH3）分解吸热效应,通过平衡局部NH3分解吸热量与电化学反应放热量从而实现SOFC热管理的新方法。本文主要研究内容如下:1、NH3催化分解反应速率的确定。首先,对NH3在不同温度、不同催化剂（镍、铁、铜和不锈钢）时的转化率进行了实验测量,实验结果表明:相同温度下,催化效果为镍＞铁≈不锈钢＞铜;之后,建立了NH3分解实验装置模型,拟合了NH3基于单位催化剂表面积的分解速率经验关联式。为后续的冷却器和新型连接件设计提供了基础实验数据。2、冷却器的提出。针对传统热管理方法的不足,提出一种适用于SOFC的新型冷却器。建立二维模型,与传统热管理方法（阴极中通入燃料量4倍的空气量）的效果对比,结果表明:当电池工作电压0.7 V,入口气流温度1000 K时,所提出的冷却器相比于通入过量空气时的顺、逆流模式,能将电池的最大温度差分别从11.8 K、13.7 K降低至7.4 K。证明了冷却器在热管理方面的可行性。3、新型连接件的提出。使用冷却器时,电池的电流密度降低,为了在均匀电池温度的基础上,提高电池性能,本文进一步提出了一种新型连接件并进行了模拟仿真。结果表明:当电池工作电压0.7 V,入口气流温度1000 K,NH3摩尔分数0.4时,电池的平均电流密度为2472.7 A/m~2,电池的最大温度差为6.2 K。相比于传统热管理方法,新型连接件降低了电池的最大温度差、提高了电池的性能、提高了系统效率。这部分研究内容证明所提出的新型连接件具有热电协同增强的潜力。4、新型连接件的优化。基于模型,进一步分析了连接件中隔板的开孔率、开孔位置以及催化剂梯度分布等结构的改进对电池热管理效果和电池性能的影响,结果表明:相同工况下,相比于相同电压、相同温度下通入1 m/s的空气的SOFC单电池,在隔板上开6个气孔的结构可将电池性能提高18.6%;在隔板第7处开一个气孔的结构可将电池性能提高16.1%;热管理区中催化剂沿流动方向梯度分布的结构可将电池性能提高16.0%。