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硫-氧固体氧化物燃料电池是以硫蒸气或SO2为燃料，以SO3气体为氧化产物的一类新型燃料电池。本文采用α-Fe2O3、Fe3O4、Co3O4和NiO四种铁钴镍氧化物纳米粉作为阳极催化剂，以Na2SO4(25wt%)-YSZ为复合电解质，组装成高温硫-氧SOFC单电池。分别以硫蒸气和SO2为燃料气体，测试了开路电压随温度的变化关系，确定了单电池采用不同阳极催化剂时的最佳工作温度。在单电池的最佳工作温度状态下接入可变电阻，组装成电路回路，分别测试外接电阻变化时电路的输出电压和输出电流，并对测试结果进行分析。本文所采用的阴极材料是通过溶胶-凝胶法制备的La0.7Sr0.3MnO3粉体。通过XRD和TEM技术对所制备的粉体进行了技术表征，XRD分析结果表明，粉体的衍射峰分布窄、强度好、未出现杂峰，产物纯度较高；TEM图像结果表明，制备的LSM粉体平均粒径在200nm左右，而且粒径大小比较均匀。采用干压法制备Na2SO4(25wt%)-YSZ高温复合电解质基片，将干燥后的复合电解质基片放入箱式高温电阻炉中升温至1350℃的最佳烧结温度进行焙烧，采用涂覆法在烧结后的电解质基片两面涂覆电极涂层，其中铁钴镍氧化物纳米粉为电池阳极催化剂、La0.7Sr0.3MnO3为电池阴极催化剂，经烧结工艺后制成单电池三合一组件，再以刚玉管为支撑体，组装出硫-氧SOFC发电系统。以硫蒸汽为燃料时，测试单电池开路电压从大到小依次为：Co3O4＞NiO＞Fe3O4＞α-Fe2O3。其中以Co3O4为催化剂的单电池在最佳工作温度780℃达到最大开路电压为815mV，当外接电阻值为0时，短路电流密度为146.53mA·cm-2；当外接电阻值为90时，单电池的输出功率密度最大为37.76mW·cm-2，此时电流密度为90.14mA·cm-2。以SO2为燃料时，电池开路电压从大到小依旧为：Co3O4＞NiO＞Fe3O4＞α-Fe2O3。此时，以Co3O4为催化剂的单电池在690℃达到最大开路电压为372mV，当外接电阻值为0时，短路电流密度为44.11mA·cm-2；当外接电阻值为100时，单电池的输出功率密度最大为7.87mW·cm-2，此时电流密度为18.81mA·cm-2。实验表明，无论是以硫蒸气还是以SO2为燃料，这四种铁钴镍氧化物纳米粉的催化效果都是以Co3O4的催化效果为最佳。