对于氧化锆基固体氧化物燃料电池而言，最普遍的阳极材料为镍—氧化锆陶瓷，该材料显示出良好的燃料氧化催化特性和优良的集电性。遗憾的是，其还存在一些不足，例如耐硫性低^［10］和当使用碳氢燃料时存在积碳问题^［11］、氧化还原循环性差，因此如果微结构不做优化将会造成容量不稳定。陶瓷中的镍金属在长时间运行时容易结块，从而导致三相界面的减少和电池电阻的增加。因为镍是一种良好的烃类裂解催化剂，这些陶瓷只能被应用于碳氢燃料中，所以要使用过量的蒸气以保证燃料完全重整，导致燃料稀释及体系成本增加。例如，镍是甲烷裂解［式(8.1)］非常良好的催化剂，当甲烷被用作燃料而没有提供充足的气流时，就会造成积碳：

CH₄=C+2H₂ (8.1)

积碳不仅会阻塞阳极气孔，而且会破坏陶瓷的微观结构，打破Ni-ZSZ结合，并最终降低电池性能。

混合金属氧化物已经被当作可能的替代品；由于阳极中(见图8.1)可用氧浓度高，所以混合金属氧化物不大可能造成积碳，并且不太容易造成硫中毒^［12］。(www.daowen.com)

问题在于研发单相氧化物材料，使之能够催化燃料氧化，可以大量减少上述问题，并且具有与镍YSZ陶瓷相容的一定水平的混合电子—离子导电性。

图8.1 通过混合导电材料使SOFC阳极中燃料氧化电极反应面积扩大