本书为国家重点研发计划青年科学家项目“高鲁棒性金属支撑管式直接氨燃料电池”（项目编号：2022YFB4004000）和国家自然科学基金联合基金重点项目“高效直接氨燃料电池关键材料及衰减机理基础研究”（项目编号：U24A20542）的研究成果。主要内容包括：系统性总结与介绍固体氧化物燃料电池（SOFC）关键材料，涵盖电极、电解质及催化材料等的性能、制备方法和发展趋势，为读者提供全面的材料选择参考；解构燃料电池技术体系，分析不同结构设计的能效特征与适用边界；建立从单电池微观界面反应到电堆宏观热管理的多尺度分析模型。在碳中和目标背景下，氨燃料电池展现出巨大应用潜力，本书通过实证案例评估其集成化系统的能源效率，并探讨其在材料耐久性、催化效率等方面的技术瓶颈与突破方向。 本书可作为新能源、动力工程、材料科学等领域研究人员的参考用书，为能源企业布局零碳产业链提供决策支持，兼具学术前沿性与工程应用价值。

前言
第1章 氨燃料电池概述
1.1 能源发展现状
1.2 燃料电池的应用
1.3 氨燃料电池发展历程与工作原理
1.4 本书结构
第2章 氨燃料电池阳极
2.1 引言
2.2 阳极反应机制
2.2.1 低温的AOR
2.2.2 高温的AOR
2.3 阳极材料面临的问题与挑战
2.3.1 氨安全性问题
2.3.2 材料稳定性不足
2.3.3 运行中热冲击的挑战
2.3.4 NOx/N2O排放
2.3.5 催化活性与反应动力学限制
2.3.6 密封技术挑战
2.4 阳极催化剂材料组成
2.4.1 金属催化剂
2.4.2 催化剂载体材料
2.4.3 催化剂促进剂
2.5 阳极材料优化策略
2.5.1 浸渍策略
2.5.2 原位溶出调控
2.5.3 添加催化剂层
2.5.4 电极结构优化
第3章 氨燃料电池中的电解质材料
3.1 质子导体电解质
3.1.1 引言
3.1.2 质子导体氧化物电解质简史
3.1.3 质子传输机制
3.1.4 化学改性
3.1.5 结论
3.2 氧离子导体电解质
3.2.1 引言
3.2.2 ZrO2基
3.2.3 CeO2基
3.2.4 LaGaO3-δ基
第4章 氨燃料电池阴极
4.1 引言
4.2 阴极材料
4.2.1 阴极材料结构的分类
4.2.2 阴极材料存在的问题
4.2.3 阴极材料的提升策略
第5章 平板式燃料电池及电堆设计
5.1 引言
5.2 平板式SOFC设计
5.2.1 电池制备与组装
5.2.2 电池结构设计
5.2.3 平板式SOFC电堆
第6章 管式燃料电池及电堆设计
6.1 引言
6.2 传统管式SOFC
6.2.1 管式电池制备
6.2.2 管式电池结构设计
6.2.3 管式电堆设计
6.3 板管式SOFC
6.4 分段串联式SOFC
6.5 微管式SOFC
6.5.1 微管式电池制备
6.5.2 微管式电池结构设计
6.5.3 微管式电堆设计
第7章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望