固態氧化物燃料電池（solid-oxide fuel cell）

燃料電池發電的方式和電池一樣——直接來自化學反應，沒有活動零件、沒有火焰、沒有旋轉的渦輪——差別只在於它不把化學物質儲存在內部，而是持續供給燃料與空氣，只要你不斷餵它就能一直運轉。固態氧化物燃料電池（solid-oxide fuel cell，SOFC）是這個家族中全陶瓷、高溫的成員：它沒有液體、沒有塑膠薄膜，只有三層氧化物陶瓷，並在通紅的高溫下運作，通常介於 600 到 1000 度 C。

它的三層陶瓷像三明治般疊起。空氣側是多孔陰極（常為鑭鍶錳氧化物 LSM 或 LSCF），空氣中的氧分子在此取得電子、變成氧離子：O2 加 4 個電子得到 2 個 O2-。中間是緻密、氣密的電解質，經典材料為氧化釔穩定氧化鋯，只有氧離子能穿過它。燃料側是多孔陽極（通常為鎳-氧化鋯金屬陶瓷），抵達的氧離子在此與燃料——氫或一氧化碳——相遇並結合：H2 加 O2- 得到 H2O 加 2 個電子。這些釋出的電子無法穿過電解質，因此被逼經由外部電路排出——那道電流就是你的電——再回到陰極。燃料加空氣變成水（或 CO2）加電力，效率達 50 到 60%，若回收廢熱則更高。

SOFC 之所以重要，是因為它潔淨、安靜，且燃料彈性異常地大——高溫與鎳陽極讓它不僅能用純氫，還能用重組後的天然氣、沼氣、甚至一氧化碳，且不需貴金屬觸媒。誠實的難處全是高溫的後果：啟動緩慢、每一層都必須以幾乎相同的速率熱膨脹以免電池堆開裂、高溫密封必須維持氣密，以及逐漸的性能衰退。許多研究瞄準中溫 SOFC，改用更快的電解質如摻雜氧化鈰（GDC）或 LSGM，使電池能在較低溫運轉、壽命更長。