固体氧化物燃料电池(SOFC)以其安全、能量转化率高、无污染等优点被人们所认可。但是SOFC实际运行温度比较高(～1000℃),工作温度过高会引起复杂的材料问题,如电解质和电极材料之间的电极烧结和界面反应,这将会严重影响材料的性能,从而增大SOFC的成本。因此,开发具有高催化活性能力的中低温阴极材料势在必行。本文围绕提升中低温阴极材料的催化活性进行了系统研究,对其改性后的结构、氧还原机理、长期稳定性、抗水汽以及耐CO2能力等多方面进行了研究。按研究方向可以分为三个方面:1.研究了 A位阳离子缺位对材料电化学性能的影响。通过对缺位材料粉末XRD分析,发现Sr2+缺位对Sr0.95Co0.7Nb0.1Fe0.2O3-δ(S0.95CNF)阴极的钙钛矿结构并没有影响,同时S0.95CNF阴极和SDC电解质具有良好的高温化学相容性。通过碘滴定测试发现,引入A位Sr2+缺位后,增加了 SCNF的氧空位浓度。在700℃测试条件下,SCNF极化阻抗值为0.18 Ωcm2,而S0.95CNF极化阻抗值为0.11Ωcm2,降低了 38.9%;而以S0.95CNF为阴极电解质支撑的单电池,其功率密度达到208mWcm-2,相比SCNF阴极材料,提高了大概15.6%。同时S0.95CNF/SDC/Ni-SDC单电池在连续工作120h条件下,没有发现明显的衰退,表现出优越的化学稳定性。因此,Sr0.95Co0.7Nb0.1Fe0.2O3-δ是一种非常有前途的IT-SOFC阴极材料。2.研究了通过B位离子Ni掺杂来改善钙钛矿SrCo0.9Nb0.1O3-δ阴极的电化学性能。通过热重和碘滴定实验可知,随着Ni含量的增加,SrCoo.9-xNb0.1NixO3-δ阴极材料的氧空位浓度逐渐增大,在x=0.2时取得最大。同时通过电导率的测试发现,随着Ni含量的增加,材料的离子电导率越来越大。其中SCNN2表现出最好的电化学性能,在700℃时极化阻抗为0.066 Ωcm2,并且制备成电解质支撑的单电池功率密度分为396 mWcm-2;并且连续工作160h没有明显衰退现象。同时在水汽实验测试中,保持良好的抗水汽能力,在600℃时通入5%水汽浓度的空气下进行阻抗长期测试,发现在140h下阻抗值变化很小,阻抗值大约增加了 1%。3.通过SDC电解质复合来进一步提高SrCo0.7Nb0.1Ni0.2O3-δ(SCNN)的电化学催化性能。电导弛豫ECR测试结果发现SCNN复合SDC后阴极材料的氧扩散系数和交换系数均有所增加,这说明复合SDC有效的提升了 SCNN的氧还原能力。在700℃时,SCNN-40SDC阴极的极化阻抗为0.019Ωcm2,并且制备成电解质支撑的单电池功率密度分别为623 mWcm-2;同时单电池在连续工作140h后依然保持良好的稳定性,同时在CO2氛围下依然保持良好的性能。