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本文从制备高性能的La0.8Sr0.2Cr0.5Fe0.5O3-δ材料和优化传统固体氧化物燃料电池(SOFC)连接体和阳极的制备工艺两方面着手开展实验,主要研究和优化了La0.8Sr0.2Cr0.5Fe0.5O3-δ这种材料作为SOFC连接体和阳极的制备工艺。首先合成并表征了La0.8Sr0.2Cr1-xFexO3-δ(x=0.1,0.2,0.3,0.4和0.5)一系列的钙钛矿型氧化物作为SOFC的备选连接体材料,提出了一种“改进的液相辅助烧结机制”,通过该机制,在1400°C煅烧4小时就可以使得La0.8Sr0.2Cr0.5Fe0.5O3-δ的烧结致密度分别达到96.6%,且La0.8Sr0.2Cr1-xFexO3-δ(x=0.1,0.2,0.3,0.4和0.5)这一系列材料在高温还原气氛下可保持稳定,在SOFC的工作环境中,能满足稳定性这一要求。同时,La0.8Sr0.2Cr0.5Fe0.5O3-δ在空气中的电导率为21.88 S cm-1,在5%H2/Ar和800°C时电导率为6.45 S cm-1,因此La0.8Sr0.2Cr0.5Fe0.5O3-δ可以用作SOFC的连接体的替代材料。其次采用一步浸渍法在管式SOFC的Ni O-YSZ阳极素坯上浸渍La0.8Sr0.2Cr0.5Fe0.5O3-δ连接体薄膜,并实现阳极素坯与连接体薄膜的共烧结,以简化SOFC的制作过程并降低制作成本。通过一系列实验探索与比较,摸索出了一步浸渍法在管式固体氧化物燃料电池的Ni O-YSZ阳极上制作致密La0.8Sr0.2Cr0.5Fe0.5O3-δ陶瓷连接体薄膜的工艺参数以及方法,即成功地在1400°C下,将La0.8Sr0.2Cr0.5Fe0.5O3-δ与Ni O-YSZ阳极素坯共烧在一起,在阳极上得到致密的La0.8Sr0.2Cr0.5Fe0.5O3-δ连接体薄膜。最后采用浸渍法,制备出以纳米级La0.8Sr0.2Cr0.5Fe0.5O3-δ颗粒为阳极,以La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.85作为电解质,以纳米级La Ni0.6Fe0.4O3颗粒为阴极的全钙钛矿SOFC单电池。使用H2和CH4作为燃料对该电池进行测试,使用H2作为燃料时,700,750和800°C下的欧姆阻抗分别为0.23、0.12和0.09 ohm cm2,极化阻抗分别为0.44、0.25和0.18 ohm cm2,最大功率密度分别为524、756和846 m W cm-2;用CH4作燃料时,800和850°C下的欧姆阻抗分别为0.19和0.17 ohm cm2,极化阻抗分别为0.75和0.44 ohm cm2,最大功率密度分别为117和245 m W cm-2。该电池的阻抗值小于很多文献中报道的电池。而且其最大功率密度与迄今为止文献中报道的具有类似结构电池的最高功率密度相当。稳定性测试显示即使在800°C的高温,使电池在850 m A cm-2的大电流下进行100小时的恒流放电,电池的功率密度基本也可以保持稳定。