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作者：谷鑫;蒋一东;史翊翔;蔡宁生;
单位：清华大学能源与动力工程系;福州大学材料科学与工程学院;
摘要：固体氧化物燃料电池（SOFC）因其高发电效率、高燃料适应性、低排放优势备受关注。然而，现有SOFC采用固态阳极，直接供给碳或碳氢化合物等复杂燃料将导致电极内燃料输运困难、结焦、积碳、毒化等问题，一直是研究人员持续攻关的重要挑战。液态金属阳极是一类新型SOFC阳极，因其液态自修复属性而具有抗结焦积碳等特性，可实现碳与碳氢化合物燃料的快速稳定转化。首先对液态金属阳极的运行原理进行了简要介绍，并针对现有的几类常见液态金属电极的反应特性进行了总结，其中在SOFC常规运行温度（700～800℃）下，液态锑阳极对应的金属氧化物为液态，可以通过密度作用下的自然对流实现电极内部氧的高效输运，具有良好的反应特性，是目前转化各类碳基燃料最具潜力的液态金属电极。因此，重点归纳了固态碳燃料与各类碳氢燃料在液态锑阳极中的转化机制，并对液态金属阳极的催化作用与杂质耐受特性分别进行了综述。最后，面向液态金属阳极中金属-金属氧化物自循环造成的理论效率损失，通过热力学计算提出了一种基于液态金属阳极的自热重整策略，在此基础上将液态金属阳极SOFC作为一种气电联产的“电化学重整器”，并将反应生成的H_2、CO等简单气体小分子通入下游传统SOFC中，实现能量的梯级利用，有望发展一种燃料适应性广、能量效率高的综合性发电技术。
关键词：液态金属阳极;;固体氧化物燃料电池;;碳;;碳氢燃料;;能量效率
基金资助：国家自然科学基金国际（地区）合作与交流资助项目（22361142836）;国家自然科学基金联合基金资助项目（U22B2071）
