固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种能够高效、低排地将多种燃料直接转化成电能的装置,相比于其他燃料电池,具有全固态结构、燃料灵活和非贵金属催化剂的优点。中温SOFC（IT-SOFC,600-800℃）与传统的高温（800-1000℃）SOFC相比更有利于扩大材料的选择范围、提高系统的稳定性和延长其寿命,但对电极材料的电催化性能要求更高。目前,IT-SOFC的阴、阳极材料均存在一些技术瓶颈。如阴极的一大问题是:A位大阳离子容易从初始钙钛矿晶格中以氧化物形式偏析出来,在表面形成不导电的第二相（偏析层）,导致电极性能的衰减和稳定性降低。传统的Ni-YSZ金属陶瓷复合阳极的主要问题是:氧化还原稳定性差,在使用含碳燃料时,容易发生积碳和硫中毒。原位溶出法制备B位金属纳米颗粒-氧化物复合阳极已经被证明能有效提高阳极电催化活性、氧化还原稳定性和耐久性的方,但存在金属纳米颗粒容易发生团聚,损害电极的催化性能和稳定性。针对以上问题,本论文首先以钙钛矿La_0.5Sr_0.5Fe_0.8Cu_0.15Nb_0.05O_3-δ(LSr_0.5FCN)为母体材料,通过提高A位Sr元素的比例,首次实现了一步法自组装制备SP-RP两相复合氧化物La_0.5Sr_0.6Fe_0.8Cu_0.15Nb_0.05O_3-δ(LSr_0.6FCN)。继而重点考察了LSr_0.6FCN作为IT-SOFC的阴阳极的晶相结构、基础物化性质、电化学催化性能及单电池稳定性和可再生性。与单相钙钛矿（SP）母体材料相比,两相LSr_0.6FCN作为阴极,热膨胀减小可以与电解质更好的热匹配,同时保持了优异的阴极电催化性能。还原后,LSr_0.6FCN中B位金属离子（Cu、Fe）以纳米短棒（20nm直径）的形式析出,这种现象在文献种尚未见报道,该形貌的金属析出使阳极性能显著提高(与LSr_0.5FCN相比阳极半电池阻抗降低48%)。用该材料制备的电解质支撑对称单电池在以湿氢（3wt%H₂O）为燃料,空气为氧化剂,850℃和800℃最大功率密度达到1.03W·cm^-2和0.85 W·cm^-2,达到同类电池的最高水平。在各类燃料中（湿氢、合成气50%CO+H₂、50ppm H₂S+H₂、湿甲烷）恒压（0.7V）运行100小时电池电流密度没有明显下降,显示该材料有优良的电催化性能和良好的抗硫抗积碳性能。湿氢（3wt%H₂O）和合成气中工作100h后阳极纳米金属短棒长成纳米网络状结构。LSr_0.6FCN阴极中层状钙钛矿相的存在抑制了材料颗粒长大、提高材料的表面的氧交换系数并将Sr的有害偏析转化为对电催化有益的层状钙钛矿相,因此有利于阴极稳定性。还原气氛下,层状钙钛矿相的比例提高可以控制金属析出形成独特的网络状结构,从而提高了阳极的电导率和电催化性能,同时抑制了纳米金属颗粒的粗化。进而,我们系统研究了A位阳离子计量比对阴阳极结构和性能的影响。通过改变A位Sr²⁺和La³⁺的计量比,用固相法制备了（La_ySr_x）_zFe_0.8Cu_0.15Nb_0.05O_3-δ（0.4≤x≤0.65,0.4≤y≤0.6,z=1.05,1.1）,重点研究了LSr_xFCN（0.4≤x≤0.65）系列材料。计算和实验结果都表明,当x≥0.55时,LSr_xFCN会析出层状钙钛矿相,并随着x增大,层状钙钛矿相比例的增加。对LSr_xFCN（0.4≤x≤0.65）的物化性质和阴阳极电催化性能研究发现:非计量比材料的电导率和热膨系数均比计量比材料的要低。阴极电催化性能随着x增大而提高;阳极性能随着层状钙钛矿相比例的增加,呈现先升高再降低的趋势。进一步考察还原后的R-LSr_xFCN（0.4≤x≤0.65）系列阳极的组成、结构、氧化还原稳定性和阳极催化性能,发现Sr含量的增加有利于钙钛矿相向层状钙钛矿相转变,并可以促进B位金属纳米颗粒的析出。以LSr_xFCN为阴阳极的对称全电池,在以湿氢（3wt%H₂O）为燃料,空气为氧化剂的气氛中,最大功率密度呈现先上升后下降的趋势。以LSr_0.6FCN为电极材料时性能最高,说明LSr_xFCN前驱体中层状钙钛矿的含量存在最佳值,讨论了层状钙钛矿的存在分别在阴阳极中所起的作用。