固體氧化物燃料電池（SOFC）的工作原理可以概括如下：
電解質角色：SOFC的電解質是由固體氧化物構成，通常為氧離子（O2-）導體，如Y2O3穩定的氧化鋯（YSZ）。電解質的作用不僅是傳遞O2-離子，還分離空氣和燃料。
陰極反應：在陰極（空氣電極）上，氧氣或空氣被持續通入，多孔結構的陰極表面吸附氧。由於陰極的催化作用，O2得到電子變為O2-，在化學勢的作用下，O2-進入固體氧離子導體。由於濃度梯度引起的擴散，O2-最終到達電解質與陽極的界面。
陽極反應：在陽極（燃料電極）上，燃料氣體（如H2、CO、CH4等）被持續通入。陽極具有催化作用，使燃料氣體與O2-反應，生成H2O、CO2等。在一定條件下，CH4也可以在陽極直接氧化為H2O和CO2。
電流形成：在陰極和陽極之間形成電勢差，失去的電子通過外電路回到陰極，形成電流。這一過程實現了化學能向電能的轉化。
工作溫度：SOFC的反應溫度一般在650~950℃之間，這種中高溫工作環境有助於提高能量轉換效率。
綜上所述，SOFC通過其全固態結構和電化學反應過程，實現了高效且環境友好的能量轉換。