固体氧化物燃料电池（SOFC）作为一种清洁高效的能源转换装置,能直接将燃料中的化学能转换为电能。管状SOFC相比平板状有着易密封、热循环稳定性以及长期稳定性好等优势,开发合理化SOFC管状结构对于其商业化应用有重要的研究意义。此外,SOFC具有燃料灵活性,可直接利用高能量密度、易储存的碳氢燃料,然而Ni基阳极在使用碳氢燃料时会产生严重的积碳问题,从而限制其商业化应用。另一方面,由于Sr偏析的影响,传统Sr掺杂的阴极材料在长期运行后会产生较大的界面电阻,从而降低其电化学活性。因此,为了解决上述存在的问题,本论文进行直接乙醇燃料的管状SOFC的制备与工艺优化、电池性能表征,以获得高效及电化学性能稳定的管状电池,主要研究内容如下:采用改进的浸渍提拉法分别制备了有无阳极功能层的阳极支撑型管状SOFC。在以燃料气为氢气、静态空气为氧化气的条件下,通过引入一层微观结构的阳极功能层,相比于无阳极功能层的管状单电池在800℃下的最大功率密度从457.29 m W cm-2提高到548.01 m W cm-2,电池的极化阻抗由0.80Ωcm~2降至0.52Ωcm~2,有效提高了管状单电池的放电性能。研究结果表明阳极功能层存在可以增加三相反应界面的长度,优化电化学反应的场所,从而有效地提高管状SOFC的电化学性能。为了进一步解决Ni基阳极在使用碳氢燃料的积碳问题,本章采用优化的乙醇燃料测试装置对制备带有功能层的阳极支撑型管状SOFC进行直接乙醇和水蒸气-乙醇燃料的电化学性能测试。实验结果表明,以直接乙醇为燃料时,会发生严重的积碳现象。为了减小积碳带来的影响,进一步采用加入水蒸气作为燃料重整的方式来进行水蒸气-乙醇燃料测试,结果表明管状单电池在以水蒸气-乙醇为燃料时可以保证电化学性能的测试。在700℃、0.7 V恒压状态的条件下,管状单电池持续运行了100 h,电池的放电电流密度从359.06 m W cm-2下降到了296.03m W cm-2,电流密度衰减仅为17.55%。通过水蒸气重整的方式可以有效提高管状单电池的长期稳定性及降低阳极积碳。针对传统Sr掺杂的阴极材料因Sr偏析导致的管状SOFC电化学性能衰减问题,提出一种无Sr高熵氧化物作为管状SOFC阴极材料的方法。在此,制备的无Sr的高熵氧化物La Mn O3-δ（LMO）在B位均匀地加入了Mn、Fe、Co、Ni和Cu五种过渡金属元素(La Mn0.2Fe0.2Co0.2Ni0.2Cu0.2O3-δ,HE-LMO)。实验结果表明,HE-LMO为阴极的单电池性能几乎是以LMO为阴极(800℃时为357.29 m W cm-2)的电池性能的1.5倍(800℃时为550.89 m W cm-2);同时HE-LMO阴极的电极极化电阻在800℃时从0.532Ωcm~2降至0.212Ωcm~2,在650℃时从4.051Ωcm~2降至1.538Ωcm~2。最后测试了以乙醇为燃料的管状单电池的电化学性能及稳定性,100小时测试条件下无明显衰减的现象。该论文有图37幅,表3个,参考文献109篇。