碳氢燃料能量密度高，易于储存和运输，对于SOFC在便携式电源以及分布式电源方面的应用具有重大意义。甲醇和异辛烷是两种颇具代表性的碳氢燃料。甲醇是最普遍的化学化工原料之一，其制备方便，成本低廉。此外，甲醇含有足够的氧，理论上不易发生碳沉积。因此，利用目前的镍阳极支撑电池就可以实现直接甲醇燃料的应用。异辛烷是汽油的主要成分，获取更为便捷，而且探索直接使用异辛烷为燃料的电池，对未来直接使用汽油为燃料具有很强的指导意义。但是，相比于甲醇燃料，异辛烷燃料更易发生碳沉积，对电池的抗碳沉积性能要求更高。鉴于两种燃料不同的特点，其面临的问题也有所不同:对于目前报道的直接甲醇SOFC，其普遍存在的问题是低温性能差;而对于直接异辛烷燃料，镍阳极会出现严重碳沉积。针对这些问题，本文做了以下两方面工作。　　 首先，我们利用传统的镍阳极支撑电池，通过电池微结构的改善，有效地提高了电池在甲醇燃料下的低温(＜600℃)输出性能。我们分别利用干压、旋涂、丝网印刷制备了Ni-SDC梯度阳极、Ce0.85Sm0.15O1.925(SDC)薄膜电解质和LSCF-SDC复合阴极，电池以氢气、甲醇及甲醇-空气混合气为燃料，600℃下输出功率分别达到1.09、0.82、0.87W/cm2，相比于之前报导的类似电池，我们制备的电池展示了良好的输出性能。电池在甲醇燃料下良好的低温输出性能主要源于电池较薄的电解质(＜10μm)和良好的电极微结构。　　 本文的第二部分工作主要研究了具有浸渗SFMO/LSGM(SFMO=Sr2Fe1.5Mo0.5O6-δ;LSGM=La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ)复合电极的对称固体氧化物燃料电池(SSOFC)。由于氧化物阳极本身优异的抗碳沉积性能以及SSOFC的阳极可再生性能，利用同种氧化物材料作为电池阴极和阳极的对称固体氧化物燃料电池非常适合异辛烷燃料的应用。针对目前SSOFC使用温度高(＞800℃)的问题，我们通过电池结构与电极制备工艺的改善，降低了电池操作温度(650-800℃)，考察了电池在800℃下直接使用异辛烷及汽油燃料的输出性能。首先对对称电极材料SFMO的相关性质进行了研究。结果表明，800℃时SFMO在氧化及还原气氛下的电导率分别达到23和16 S/cm，虽然相比于传统SOFC电极材料，电导率仍然较低，但要优于其他对称电极材料。不过，SFMO的热膨胀系数（18.33×10-6K-1）较大，与常用电解质的热膨胀系数(10～11×10-6K-1)并不匹配，为此，本论文采用化学液相浸渍办法在多孔LSGM骨架孔内壁沉积SFMO薄膜，形成SFMO—LSGM纳米尺度复合电极。为了得到最优化的电极，我们研究了SFMO浸渗量（5-25wt％）和热处理温度（850、1000和1100℃）对电极微结构及性能的影响，并利用交流阻抗谱对SFMO浸渗电极的动力学过程进行了初步的探索。结果表明，浸渗量为20wt％和电极热处理温度为850℃时获得的SFMO-LSGM复合电极性能最好，800℃下在空气及湿氢气(3％H2O)气氛下的极化阻抗分别为0.06和0.27Ω cm2。电极界面反应动力学分析表明，阻抗谱中低频弧可能与气体的扩散或表面吸附过程有关，而高频弧可能与电荷在电解质与电极界面的转移有关。以氢气、异辛烷和汽油为燃料，对称电池在800℃下的最大输出功率分别达到0.97、0.39和0.32W/cm2。　　 本论文通过梯度阳极和薄膜电解质的制备，有效地提高了镍阳极支撑电池在甲醇燃料下低温输出性能;通过SFMO/LSGM复合电极的构筑，得到了中温条件下以异辛烷及汽油燃料运行的对称固体氧化物燃料电池。这些碳氢燃料在SOFC中的直接应用对提升SOFC在便携式电源及分散式电源领域的竞争力有着重要意义。