Research progress and opportunities in ammonia-fueled solid oxide fuel cells

MING Chuanwang; ZHAO Yuhao; LYU Youjun; LI Yihang

doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2025.10.002

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Research progress and opportunities in ammonia-fueled solid oxide fuel cells

Electrochemical Energy Storage | 更新时间：2025-11-03

- Research progress and opportunities in ammonia-fueled solid oxide fuel cells
- BLASTING Vol. 47, Issue 10, Pages: 10-25(2025)
- 作者机构：
  
  1.西安交通大学绿色氢电全国重点实验室，西安 710049
  2.西安电子科技大学先进材料与纳米科技学院，西安710126
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Key Research and Development Program of China(2024YFF0506300);Key Research and Development Program of Shaanxi(2024CY2-GJHX-66)
- DOI：10.3969/j.issn.2097-0706.2025.10.002
  CLC：
- Received：21 January 2025，
  
  Revised：2025-03-19，
  
  Published Online：25 October 2025，
  
  Published：25 October 2025
- 稿件说明：
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明传旺,赵宇豪,吕友军等.氨基固体氧化物燃料电池的研究进展与机遇[J].综合智慧能源,2025,47(10):10-25.

MING Chuanwang,ZHAO Yuhao,LYU Youjun,et al.Research progress and opportunities in ammonia-fueled solid oxide fuel cells[J].BLASTING,2025,47(10):10-25.
明传旺,赵宇豪,吕友军等.氨基固体氧化物燃料电池的研究进展与机遇[J].综合智慧能源,2025,47(10):10-25. DOI： 10.3969/j.issn.2097-0706.2025.10.002.

MING Chuanwang,ZHAO Yuhao,LYU Youjun,et al.Research progress and opportunities in ammonia-fueled solid oxide fuel cells[J].BLASTING,2025,47(10):10-25. DOI： 10.3969/j.issn.2097-0706.2025.10.002.

摘要

作为一种氢能载体和零碳燃料，氨在清洁能源发电领域的应用前景广阔。探讨了以氨为燃料的固体氧化物燃料电池（DA-SOFCs）的应用现状及发展方向。DA-SOFCs可分为氧离子传导型（O-SOFCs）和质子传导型（H-SOFCs），阐述了两者的工作原理、电解质和电极材料的选择、阳极的分解过程，并总结了电解质、电极材料、操作温度等因素对电池性能的影响。比较了不同类型DA-SOFCs使用NH

燃料的性能差异与原因：O-SOFCs在高温条件下能高效完成氨的裂解与电化学反应协同，但高温对材料的制约限制了其发展；H-SOFCs展现出高效的性能优势，但仍面临电解质材料稳定性差、阳极抗氮化能力弱、低温氨裂解效率低等挑战。

Abstract

As a hydrogen energy carrier and zero-carbon fuel， ammonia is considered to have significant potential in clean energy power generation. The application status and future development directions

of direct-ammonia solid oxide fuel cells （DA-SOFCs） are thoroughly discussed. DA-SOFCs are classified into oxygen-conducting （O-SOFCs） and proton-conducting （H-SOFCs） types. Their working principles are outlined， along with the selection of electrolyte and electrode materials and the ammonia decomposition process at the anode. The influence of electrolyte type， electrode materials， and operating temperature on cell performance is summarized. Performance differences and their underlying reasons among different DA-SOFC types using NH

as fuel are compared and analyzed. O-SOFCs can achieve efficient and synergistic ammonia cracking and electrochemical reactions under high-temperature conditions， but material constraints under such conditions limit their development. H-SOFCs demonstrate promising efficiency， yet face challenges including poor stability of electrolyte materials， weak nitridation resistance of the anode， and low efficiency of ammonia decomposition at lower temperatures.

关键词

Keywords

references

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