近年来,全球能源需求的急剧增长,加速了煤炭、石油等化石燃料的枯竭,同时加大了寻找代替能源的动力。氢能作为最重要也是最具前景的未来能源,具有资源丰富,环境友好等特点而引起了广泛的关注。高温质子导体作为一种可以传导质子的固体电解质材料,可在氢能产业相关的多个领域内扮演重要角色。但传统的高温质子导体及其相关器件却存在诸多缺点,如氢泵中,一般采用贵金属铂作为高温质子导体的电极（阳极）材料,其成本过高;在可逆固体氧化物电池（reversible solid oxide cell,RSOC）中,常用的空气电极（阴极）材料的热膨胀系数（TEC）与多数高温质子导体电解质材料的TEC不匹配;具有高电导率的电解质材料铈酸钡的电化学稳定性较差等问题。针对上述问题,本论文分别采用了:化学镀制备镍电极;在多孔电解质骨架内浸渍阴极材料以制备复合阴极;以提拉浸渍制备双电解质三种方式,对高温质子导体器件的电极与界面结构进行了改性研究。具体的研究内容包括以下三个方面:1.利用化学镀技术,以水合肼作为还原剂,通过“二次化学镀”在高温质子导体CaZr_0.9In_0.1O_3-δ（CZI）陶瓷表面制备了厚度约8μm的纯镍电极并构筑了Ni|CZI|Ni对称电池。电化学性能测试结果表明,化学镀制备的Ni电极在600^oC以上的工作温度下,便具有与Pt电极相近的氢催化活性。基于Ni|CZI|Ni的浓差电池的电动势在300^oC以上时,与理论电动势几乎完全相符,且该浓差电池在800^oC持续工作48h后,Ni电极与CZI电解质的界面仍结合良好。2.通过等静压、提拉浸渍以及共烧结的工艺在多孔管式NiO-CZI阳极支撑体上制备了致密CZI电解质薄膜。利用丝网印刷（制备多孔CZI骨架）及浸渍法引入La_0.6Sr_0.4CoO₃（LSC）活性物质制备了CZI-LSC复合电极,通过控制浸渍法的重复次数分别在多孔CZI骨架上负载了不同质量分数的LSC。测试结果表明,当LSC的负载质量分数为50%时,该系列的RSOC具有最优的电化学性能,其在850^oC-1.2V的条件下,产氢率达到2.1mL·min^-1·cm^-2。而在电化学稳定性方面,虽然在前3h由于阳极镍颗粒的粗化使该RSOC的电化学性能存在一定的性能衰减,但其后长时间的放电-电解循环均保持稳定的性能。3.为了提高BaCeO₃基电解质在湿空气中的稳定性,利用提拉浸渍-共烧结的工艺在BaCe_0.8Y_0.2O_3-δ（BCY2）-NiO多孔阳极支撑体上制备了致密的BaZr_0.8Y_0.2O_3-δ（BZY2）-BCY2双电解质层。系统地研究了BZY2电解质薄层对电解质层的物相、形貌和相应的RSOC电化学性能的影响。结果表明,双电解层表面的物相仍为BZY2,经过高温烧结后具有BZY2-B（ZC）Y-BCY2的三明治结构。BZY2-BCY2双电解质层结构极大地改善其化学稳定性,而对RSOC电化学性能未产生显著的影响。相反,CaZr_0.9In_0.1O_3-δ（CZI）作为保护层,虽然电化学稳定性高,但其在烧结过程中会与BCY发生反应,使该系列RSOC的开路电压与理论电压相差较大,且电化学性能较差,因此不具备制备锆酸钙-铈酸钡型双电解质的可能。