固体氧化物燃料电池(SOFCs)被认为是最有潜力的将燃料中的化学能转化为电能的能量转化装置，其具有低成本，零污染，燃料适用性广等优点。对于固体氧化物燃料电池而言，理想的电极结构应为梯度孔构型，这种梯度孔结构从远离电解质一侧的电极表面到靠近电解质表面的整个断面上电极孔隙率和孔径尺寸逐渐减少。这样，在靠近电解质的有效反应活性区（三相界面处）附近的电极孔隙率较低，可以提供更多的活性位置，而作为支撑体部分的电极孔隙率足够大，能够降低气体的传输阻力，可以有效的减少由于气体传输导致的浓差极化现象。基于此，本课题采用相转化法制备出La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3(LSGM)基非对称电极骨架，并以此骨架展开相关研究工作。　　本文首先探索了相转化工艺对电极骨架的影响，成功制备出适用于固体氧化物燃料电池的骨架结构。这种电极骨架包括海绵层，指孔层和皮肤层。指孔层孔隙率较大，且垂直于电解质界面，极大的减少了气体传输的阻力，海绵层的孔径要比指孔层小的多，同电解质结合可提供大量的活性位点，使得电化学反应更加容易进行，有利于获得高性能的电池输出。　　为克服LSGM化学相容性差的这一难题，本课题采用“高温共烧结”，“低温湿化学浸渍”两步法来制备LSGM基SOFC薄膜电池，首先采用“相转化流延-热压-共烧结”工艺制备出多孔LSGM/致密LSGM/多孔LSGM骨架。骨架两侧分别低温浸渍阳极(Ni)和阴极(Sm2Ba0.5Sr0.5Co2O5)纳米活性材料构成单电池。在650，600，550，500℃下获得的最大功率密度分别为1.4W cm-2，1.1W cm-2，0.6W cm-2，0.3W cm-2，为固体氧化物燃料电池在低温下的使用提供了可能。　　进一步，将此种纽扣电池进行放大，成功制备出5cm×5cm的平板式固体氧化物燃料电池，有效面积在20 cm2左右，并取得优异性能，在700，650，600，550℃分别获得16，14，12，7W的性能输出。并对大尺寸电池进行长期稳定性评估，在高功率电流密度输出下能连续运行250h，性能几乎没有衰减。并成功开发出更大尺寸(10cm×10cm)平板式固体氧化物燃料电池，为低温下固体氧化物燃料电池的使用和规模化生产奠定了良好的实验和理论基础。　　以此骨架为基础，SrFe0.75Mo0.25O3(SFMO)为纳米活性材料，制备出SFMO基对称电池。在800，750，700，650℃分别达到703，602，521和401mW cm-2，进一步对骨架结构进行修饰，电池在800℃能够达到1150 mW cm-2。通过将相转化制备的电池同传统流延法制备的电池进行比较，阻抗图测试表明，利用相转化法制备的SFMO-LSGM电极同传统流延法相比具有更小的极化阻抗，且获得更大的功率输出，进一步表明这个结构优于传统流延法制备的电极骨架。与此同时，对不同氧分压下的极化阻抗图进行模拟，对SFMO/LSGM的电极反应动力学进行研究。