固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell，SOFC）作为一种环保、高效的新一代能源装置，越来越受到人们的关注。目前，为扩大SOFC的商业化，人们开始重视对中温固体氧化物燃料电池（Intermediate Temperature SolidOxide Fuel Cell，IT-SOFC）的研究。降低操作温度一方面可以降低电极的烧结温度，另一方面可以减少电极与电解质间发生化学反应的可能性。然而随着操作温度的降低，阴极与电解质界面阻抗也随之增加，限制了SOFC的性能，因此，人们开始寻找在低温下具有良好性能的阴极材料。目前，对于SOFC阴极材料的研究主要集中于具有混合离子电子导体（Mixed Ionic and Electronic Conducting，MIEC）的氧化物，如ABO3型钙钛矿氧化物。具有K₂NiF₄型结构的A₂BO₄型氧化物作为阴极材料的研究较少，A₂BO₄型氧化物较之ABO3型氧化物具有较高的电导率、氧气分散系数与表面交换系数。目前，在对于A₂BO₄型氧化物的研究中，A位元素主要集中于La或Nd等稀土元素，而对采用Pr元素的研究还较少，因此，本文制备了Pr_2-xSr_xNiO₄（PSNO，x=0.3，0.5，0.8）材料，并对该材料用作SOFC阴极材料性能进行了研究。结果表明：1.采用甘氨酸-硝酸盐法可制备具有K₂NiF₄型结构的PSNO材料；2. PSNO材料与Sm_0.2Ce_0.8O_1.9（SCO）电解质材料具有良好的化学相容性；3. PSNO烧结体具有多孔结构、颗粒尺寸小于1μm；4. PSNO烧结体在200-800°C下的平均热膨胀系数为12-13×10^-6K^-1；5.800°C下，Pr_2-xSr_xNiO₄（x=0.3，0.5，0.8）电导率大约为70-120Scm^-1；6.半电池SCO/Pr_2-xSr_xNiO₄/SCO（x=0.3，0.5，0.8）中阴极材料与SCO电解质的界面阻抗（Area Specific Resistance，ASR）分别为0.407cm²、0.126cm²和0.112cm²；7.单电池NiO-SCO/Pr_2-xSr_xNiO₄/SCO（x=0.3，0.5，0.8）的开路电压分别为0.66V、0.72V和0.75V，电池功率分别为179mWcm-2、220mWcm-2和288mWcm-2。上述研究表明，在相同的煅烧温度下，Pr_1.2Sr_0.8NiO₄具有较好的物化性能，因此，本文以Pr_1.2Sr_0.8NiO₄作为研究对象，进一步研究了Pr_1.2Sr_0.8NiO₄样品在不同温度煅烧后所得烧结体的物化性能。研究结果表明：1.通过甘氨酸-硝酸盐法，在1050°C以上煅烧Pr_1.2Sr_0.8NiO₄前驱体粉末时，可以获得具有K₂NiF₄型结构的Pr_1.2Sr_0.8NiO₄粉体；2.在不同温度下煅烧所制备的Pr_1.2Sr_0.8NiO₄烧结体在200-800°C测试温度下的平均热膨胀系数为12×10-6K^-1；3.450°C下的电导率约为155Scm^-1、400-800°C测试温度下电导平均活化能为0.034eV；4.电化学阻抗谱分析结果表明在800°C下Pr_1.2Sr_0.8NiO₄阴极与Sm_0.2Ce_0.8O_1.9电解质间的ASR为0.112cm²；5.以Pr_1.2Sr_0.8NiO₄作为阴极材料所制备的SOFC单电池在800°C下的输出功率为288mWcm-2，开路电压为0.75V。复合阴极材料由于可以扩大阴极与电解质三相反应界面（Triple PhaseBoundaries，TPB），因此受到人们的关注。上述研究表明Pr_1.2Sr_0.8NiO₄具有良好的性能，因此，本文进一步制备了Pr_1.2Sr_0.8NiO₄-xSm_0.2Ce_0.8O_1.9（x=0，25，50）复合阴极材料并对材料性能进行了研究。研究结果表明：1. Pr_1.2Sr_0.8NiO₄与Sm_0.2Ce_0.8O_1.9材料电化学相容性良好；2. Pr_1.2Sr_0.8NiO_4-xSm_0.2Ce_0.8O_1.9（x=25，50）复合阴极与Sm_0.2Ce_0.8O_1.9电解质在750°C界面阻抗分别为0.087cm²、0.076cm²。上述研究表明Pr_2-xSr_xNiO₄系材料可作为一种良好的中温固体氧化物燃料阴极材料。