一种基于钒酸铋的低温氧离子导体在80年代就已经出现了。以氧化铜掺杂的钒酸铋(BICUVOX)中组成为Bi2V0.9Cu0.1O5.35(BICUVOX10)在873K以下具有最高的电导率(0.01Scm-1，623K；0.1Scm-1，873K)，在这一温度范围内比任何已知的氧离子导体要高出50～100倍，非常适合作为中低温燃料电池的阴极材料。但其电子转移数相对较低（只有百分之几），相界面电荷转移反应是能量密度控制反应，因此必须加入电子导电相。　　 钒酸铋分为三种晶形，四方锆石型，单斜白钨矿型，四方白钨矿型，本论文针对单一晶形的单斜白钨矿钒酸铋的控制合成与掺杂改性，做了深入的研究；电子导电相采用共还原热处理的金与金镍合金，对BICUVOX10进行包覆与修饰，制备出核壳结构阴极催化剂；同时探索了与其相配合使用的电解质掺杂氧化钆的氧化铈的一种新的合成方法；最后，开发出了一种新型中温固体氧化物燃料电池的阴极材料硫酸氧化镨，取得以下的成果。　　 首次通过一种简易的自组装法和固相法控制合成了单一晶形的钒酸铋以及掺杂氧化铜的钒酸铋，合成过程更加简化，所耗时间更短。　　 首次通过金和金镍合金修饰BICUVOX10，包覆与修饰后的阴极性能得到了大幅度提高，稳定性也得到了加强。　　 首次开发出一种掺杂氧化钆的氧化铈的简便合成方法，并且设计和制备出手指状半电池，提高了电池阴极催化剂的分散性和稳定性。　　 首次开发出一种新型SOFC阴极催化剂硫酸氧化镨，并且在750℃时的输出功率密度达到1.1Wcm-2。