固体氧化物燃料电池（SOFC）被认为是21世纪的一种高效率、低污染的新型绿色能源装置。其中,电解质是其最核心的部分。传统的电解质是氧化钇稳定的氧化锆（YSZ）,但是由于其使用温度太高（800oC以上）,会引起电解质老化、电极-电解质界面反应、电极烧结以及连接材料的选择等问题,这会限制SOFC的发展和使用。因此,需要寻找一种在较低温度下具有更高氧离子电导率的电解质来代替YSZ,比如氧化铈基或磷灰石型硅酸镧基电解质材料。Gd³⁺或Sm³⁺掺杂的CeO₂（GDC或SDC）在中温范围内（500 ⁷00oC）具有高的电导率,已经被广泛研究和证明;磷灰石型硅酸镧基电解质由于其在很宽的氧分压范围内几乎不产生电子电导,也引起了人们的广泛兴趣。所以,本论文围绕这两种体系电性能的优化展开。主要有以下内容:MgO添加到GDC中,发现MgO的固溶度很低,在GDC晶界析出。添加MgO后,晶粒电导率几乎不变,但是晶界电导率明显提高。论文中采用空间电荷层理论对其进行了解释。详细研究了Sm³⁺和Nd³⁺共掺的CeO₂体系,从共掺、掺杂浓度和烧结温度等方面对其电性能进行了优化,结果表明Ce_0.9Sm_0.05Nd_0.05O_1.95在1350¹400oC烧结后具有最高的总电导率,在550oC时总电导率达到1.0×10^-2Scm^-1,且高于相同工艺制备的GDC和SDC的电导率。首次采用化学共沉淀法和酸洗预处理工艺合成了纯的高分散性的磷灰石型硅酸镧基(La₁₀Si₆O₂₇)纳米粉体,并研究了烧结方式、烧结温度和Si位掺杂对其电性能的影响。相比于传统的固相法制备的同成分的粉体,烧结温度降低了约300oC,电导率显著提高,且高于YSZ的电导率。此外,由于SOFC使用的碳氢燃料具有很高的能量密度,所以便携式微型SOFC也是现在研究的热点。本论文采用静电纺丝法制备了定向排列的GDC和YSZ纳米纤维,首次研究了其电性能,实验测得450oC时电导率高达10^-1 Scm^-1,并分析是由氧离子电导提高引起。因此,电解质纳米纤维化后应用到微型SOFC具有很大的潜力。