在低于973K的温度下运行的电池更倾向于使用金属SOFC组件(比如连接件)并缩短启动时间。通过使用LaGaO₃薄膜可降低运行温度。本节将简要介绍LSGM薄膜的制备，同时还将讨论使用LSGM薄膜电解质的SOFC电池的性能。

最近，有很多研究工作旨在利用LSGM薄膜作电解质构筑SOFC单电池^［44-46］。因为存在部分电子导电现象，所以LSGM比LSGMC更适合用作电解质薄膜。然而，鉴于在组建电池时LSGM会和NiO发生反应，所以使用LSGM薄膜的电池并未像人们所期待的那样获得较高性能^{［45，46］}。如前所述，研究发现，添加一个掺杂La的CeO₂缓冲层将有效阻止发生上述反应。另一方面，在SOFC应用方面，电解质薄膜通常直接沉积在多孔基质上。如果使用多孔基质，电解质薄膜的厚度将受到一些限制，其较大值被限制在30～50μm。因此，有研究者提出使用新的方法来沉积较薄的LaGaO₃基氧化物薄膜以适用于中温SOFC^［47］。比如，可用脉冲激光沉积法(PLD)以致密的阴极层为基质沉积LSGM电解质薄膜。为防止基质与电解质发生反应，掺杂Sm的CeO₂薄膜取代掺杂La的CeO₂用作缓冲层，这是因为前者具有较高的氧离子电导率。

图4.22显示了热处理前后LSGM/SDC复合膜的表面形态及横截面视图。在沉积和退火后，薄膜的表面上未见小孔和裂痕。LSGM/SDC符合薄膜非常致密且厚度均一，如图4.22b所示。尽管经原位还原后，NiO阴极基质具备多孔结构，但电解质薄膜依旧具有气密性，这表明LSGM/SDC薄膜强度很高，且在还原过程中阴极基质的尺寸变化不大。

图4.22 利用脉冲激光沉积法制备的LSGM/SDC复合膜的表面形态及横截面视图(www.daowen.com)

a)沉积 b)退火后 c)NiO还原后的横截面视图

以Sm_0.5Sr_0.5CoO₃为阳极的SOFC单组电池的功率密度示于图4.23中。因为该电池使用了LSGM/SDC薄膜为电解质，所以在相对较低的温度范围内(673～973K)运行时也能获得较高的功率密度。973K时，其开路电位(OCV)能达到1.08V，与同等条件下运行且分别使用H₂和O₂为燃料和氧化剂的SOFC电动势的理论值非常接近(1.15V)。这一结果验证了LSGM/SDC复合薄膜具有气密性。运行温度降低后，OCV会缓慢降低，这可以归咎于熔融态派莱克斯玻璃密封造成气体泄漏的加剧。与沉积到电解质的典型阴极相比，阴极基质的孔隙率较低，但有趣的现象是，即使在非常高的电流密度情况下，I-V曲线均未见浓差极化，这意味着H₂易于经渗透通过阴极基质。973K、873K、773K和673K时，该电池的最大功率密度分别是3.27W/cm²、1.95W/cm²、0.61W/cm²和0.08W/cm²。这些数值表明薄膜SOFC可在低于773K温度下运行，并且具有较高的功率密度。目前，有些研究人员尝试使用传统方法(比如稀浆涂布)制备LSGM薄膜。尽管LSGM很容易与NiO反应，但是研究发现掺杂La的CeO₂可有效充当缓冲层，且使用LSGM作电解质的电池可获得较高的功率密度。使用LSGM薄膜作电解质且在低温下(673～873K)成功运行的电池表明，SOFC有可能在更低的温度下运行。

图4.23使用Sm_0.5Sr_0.5CoO₃为阳极的SOFC单组电池的功率密度