高温质子导体材料在高温下呈现质子导电，是一种具有广阔应用前景的功能材料，可以应用在燃料电池、传感器、合成氨、核工业等领域。
　　质子导体种类较多，在其性能上各具特点，但是目前尚无一种兼具高质子迁移数及高电导率的质子导体材料，限制了质子导体的进一步应用。因此，本研究根据质子导体的结构与导电性规律，提出制备一种新型的兼具高质子迁移数及高电导率的质子导体材料CaHf1-xScxO3-δ。
　　研究制备不同掺杂量的CaHf1-xScxO3-δ材料，探索其制备工艺，研究其物相组成、电导率、电导激活能、质子迁移数等性能。另外制备的CaZr0.9In0.1O3-δ，CaZr0.9Sc0.1O3-δ，Ba3Ca1.18Nb1.82O9-δ，SrCe0.9Y0.1O3-δ质子导体材料，研究对比CaHf1-xScxO3-δ与这些现有材料的性能特点。为新型质子导体的开发提供了理论依据与实验探索，为新型质子导体的应用提供了实验数据，具有重要的科学意义与现实价值。
　　本研究得到了如下成果:
　　(1)研究提出了研制一种新型的质子导体材料CaHf1-xScxO3-δ，采用固相合成法制备了CaHf1-xScxO3-δ(x=0，x=0.1，x=0.2，x=0.3)，XRD分析结果表明，1100℃煅烧10h可以合成CaHf1-xScxO3-δ材料。
　　(2)电化学阻抗谱分析结果表明，在Ar-H2混合气氛中400～900℃，CaHf1-xScxO3-δ样品的电导率均随着温度的提高而增大。Sc的掺杂可以显著提高CaHfO3基材料的电导率，当Sc掺杂量x=0.1时，CaHf1-xScxO3-δ样品的电导率达到最大为1.88×10-3S/cm，Sc掺杂量x=0.1，为CaHf1-xScxO3-δ材料的最佳掺杂量。
　　(3)在质子导体的制备过程中，增大CaHf1-xScxO3-δ材料的晶粒尺寸，减少晶界面积，有利于提高CaHf1-xScxO3-δ材料的电导率。
　　(4)电导率的Arrhenius线性拟合结果表明，得出在本实验条件下CaHf1-xScxO3-δ(x=0、0.1、0.2、0.3)的电导激活能Ea分别为:0.66eV、0.35eV、0.37eV、0.34eV。
　　(5)电导率分析结果表明，在CaHf0.9Sc0.1O3-δ、CaZr0.9Sc0.1O3-δ、Ba3Ca1.18Nb1.82O9-δ、SrCe0.9Y0.1O3-δ样品中，CaHf0.9Sc0.1O3-δ、CaZr0.9Sc0.1O3-δ样品在400～900℃整个温度段，电导率均较高，CaHf0.9Sc0.1O3-δ的电导率高于CaZr0.9Sc0.1O3-δ，在550～900℃的范围内CaHf0.9Sc0.1O3-δ的电导率最高，当温度低于550℃时，CaHf0.9Sc0.1O3-δ电导率仅略低于Ba3Ca1.18Nb1.82O9-δ的电导率，因此，CaHf0.9Sc0.1O3-δ为本研究制备的最佳质子导体材料。
　　(6)质子迁移数分析结果表明，CaZr0.9In0.1O3-δ在500-750℃之间质子迁移数t＞0.9，几乎为纯质子导体材料。CaHf0.9Sc0.1O3-δ在500-850℃之间t＞0.9，几乎为纯质子导体材料。研究开发的CaHf0.9Sc0.1O3-δ材料的工作温度范围较大，质子导电性能明显优于CaZr0.9In0.1O3-δ材料。