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基于国内外固体氧化物燃料电池(SOFC)的发展,针对其在高温及H2S燃气下的局限性,论文以中温H2S SOFC阳极材料为研究对象,采用实验与热力学软件分析相结合的方法,系统地研究了几种阳极材料的制备方法及其电化学性能,并构建以电解质为支撑的单电池,通过测试其电输出性能,筛选出最适合中温H2S SOFC的阳极材料。采用尿素燃烧法制备了不同掺杂量的钙钛矿结构Lao7Sr0.3Cr1-xYxO3-δ(简写为LSCY阳极材料。经X-射线衍射(XRD).H2S电导率及H2-程序升温还原(H2-TPR)测试确定了LSCY的最适煅烧温度为1350℃、Y的最佳掺杂量为0.13、催化活性温度为600℃。以氧离子型Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)电解质为支撑,构建单电池LSCY13-SDC‖SDC‖Ag,在600℃及5%H2S燃气下,开路电压为0.85V,最大功率密度为12.42mW·cm-2.单电池运行前后阳极材料的X射线光电子能谱(XPS)及光致发光光谱(PL)表征结果表明,Sr取代La后产生不带电的氧空位,为O2-传导提供了通道,扩大了H2S与O2-反应三相界面；Y掺杂后由于体系中存在离域的d电子,增强了该阳极材料的电子电导性。采用溶胶燃烧法制备了Ce0.9Sr0.1Cr0.5Co0.5O4-δ(CSCCo)的前驱体粉末,1100℃及3%H2条件下还原5h得到萤石结构的CSCCo阳极材料。经XRD、H2-TPR及FT-IR等测试,结果表明CSCCo适合作为中温H2S SOFC的阳极材料。构建的CSCCo-SDC‖SDC‖Ag单电池,在600℃及5%H2S燃气下,开路电压为0.97V,最大功率密度为14.21mW·cm-2.单电池运行前后阳极材料的XPS测试表明,Ce3+的电子容易跃迁到Co3+上,电子的这种跃迁增强了阳极材料的电子电导性；生成的H20与阳极表面的氧空位作用产生羟基氧,其易与H2S中的H发生作用,提高了单电池在H2S燃气中的电输出性能。采用溶胶燃烧法制备了Ce0.9Sr0.1Cr0.5Mn0.5O4-δ(CSCMn)前驱体粉末,在1100℃及3%H2条件下还原5h得到萤石结构的CSCMn阳极材料。经XRD、H2-TPR及H2S电导率等测试,确定CSCMn粉末适合作为中温H2S SOFC的阳极材料。构建的CSCMn-SDC‖SDC‖Ag单电池,在600℃及5%H2S燃气下,开路电压和最大功率密度分别为0.95V和15.12mW·cm-2.单电池运行前后阳极材料的XPS谱图表明,CSCMn体系中存在Ce3+电子跃迁至Mn4+上,电子的这种跃迁增大了材料的电子电导性；阳极表面的晶格氧转化为化学间隙氧,同时放出的氧空位把来自阴极的O2-传导到阳极材料表面,扩大了H2S与O2-反应的三相界面,提高了单电池的电输出性能。采用溶胶燃烧法制备了Ce0.9Sr0.1Cr0.5Fe0.5O3-δ(CSCFe)前驱体粉末,经3%H2和100%H2还原分别得到钙钛矿结构和萤石结构的CSCFe阳极材料,通过XRD.H2-TPR及FT-IR等测试表明,二者均适合作为中温H2S SOFC的阳极材料,由此构建的单电池CSCMn-SDC‖SDC‖Ag在600℃及5%H2S燃气下,其最大电流密度分别为52.35mA·cm·-2和82.38mA.cm-2,最大功率密度分别为17.75mW.cm-2和18.75mW.cm-2,表明钙钛矿结构的CSCFe阳极材料比萤石结构的催化活性要低一些,这是由于这两种CSCFe材料中Ce3+含量不同所引起的,前者Ce3+的含量(30.35%)比后者的(70.26%)要低的多。以质子型电解质BaCe0.35Zr0.5Y0.15O3-δ(BCZY)为支撑,分别以无定形结构的BaCe0.35Zr0.5Y0.15O3-Li3PO4-CaSO4(BCZY-Li-Ca)和钙钛矿结构的Ce0.8Sr0.2Cr0.5V0.5O3-δ (CSCV)为阳极材料,构建的单电池BCZY-Li-Ca-BCZY‖BCZY‖Ag和CSCV-BCZY‖BCZY‖Ag,在600℃及5%H2S燃气下,开路电压分别为0.81V和0.99V,最大功率密度分别为13.1mW·cm-2和22.6mW·cm-2。CSCV阳极材料和BCZY电解质同为钙钛矿结构且.均含有Ce,因而二者的化学相容性更好,同时降低了其接触电阻,导致单电池的电性能输出更好。