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Figure 8. Cell voltage at a constant current density of 500 mA cm?2 vs operating time. The experiment was conducted at 600°C.
整个固体氧化物燃料电池被安放在氧化铝管，然后提供甲烷和空气（甲烷对氧比= 2）的混合气。固体氧化物燃料电池在550°C炉温操作是很困难的，在这个温度下开路电压值不可能高于300 mV。一般来说，单室固体氧化物燃料电池的运作是基于在两个电极材料之间部分氧化的甲烷的催化活性的差异。
CH4 + 1/2 O2 → CO + 2H2 （1）
这种反应的进行在阳极形成了氢气和一氧化碳，而在阴极的氧化反应是在一个低速率下进行的。因此，这种固体氧化物燃料电池在气体混合物内可以产生较大的开路电压。在本案例中，包含铂网的Ni-SDC阳极，发现了部分氧化甲烷有很高的催化活性。然而，在高于550°C 的温度下Sm0.5Sr0.5CoO3阴极中作为催化剂的甲烷不幸的被氧化了。这是观察到开路电压低的一个原因。在图9所示当温度降低到500°C或更低时，固体氧化物燃料电池可产生高于900毫伏的开路电压。结果，炉膛温度为500,450和400°C时的功率密度峰值分别为302，296和231毫瓦每平方厘米。在500至450 ° C时功率密度的微小差别可能是因为Sm0.5Sr0.5CoO3阴极在500°C时甲烷仍然有一些被氧化。在这里，在了解单室固体氧化物燃料电池的性能的过程中一些细节必须注意，因为火炉的温度和实际的电池温度由于甲烷部分氧化产生的反应热而存在着巨大的差异。我们证实实际电池温度上升150-200 ° C。
Figure 9. Cell voltage and power density vs current density of singlechamber SOFC with GDC/BCY/GDC electrolytes. The thickness of the BCY layer was 3 _m.
最后，单室固体氧化物燃料电池的耐久性是在450 ° C高温炉进行测试。图10所示，在450 mA cm?2电流密度下，电池的电压除了在初始的5小时有少量
的增加外，在其他时间里几乎稳定在620 mV。此外，在以后的40小时测试并没有观察到碳元素。这与以前报道的各种碳氢化合物与空气混合的单室固体氧化物燃料电池相符合。现在的结果与图8显示的结果显示出另一个重点是多层电解质电池在电池放电产生大量二氧化碳的氛围内是可以达到稳定的性能，这表明目前的电解质在二氧化碳表现出很高的化学稳定性。
Figure 10. Cell voltage at a constant current density of 450 mA cm?2 vs operating time. The experiment was conducted at a furnace temperature of 450°C.
结论
目前的结果表明BCY层与GDC电解质膜之间的合并能阻断电子电流。在层电解质界面没有观察到有低电导率反应产物的形成。结果，在500–700°C的温度范围内，多层GDC/ BCY / GDC的电解质电池比单层GDC的电解质电池产生更高的功率密度和开路电压。此外，多层电解质电池可以直接操作甲烷与甲烷和空气的混合物，这是一个开发实用的固体氧化物燃料电池的主要优势。
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