在全球能源危机的背景下,固体氧化物燃料电池（SOFC）可以高效清洁地将燃料的化学能直接转换为电能,日益受到人们的关注。其中,质子型陶瓷燃料电池（PCFC）与传统的氧离子型SOFC相比,具有较低的离子传导活化能,适合在中低温条件下运行,近年来成为了研究的热点。目前,PCFC常采用阳极支撑结构,这种阳极作为电池的主体,需要具有适当的孔隙率,以保证气体的传输。传统的制备方法通常使用造孔剂,在阳极中造成随机分布的小孔隙,对气体传输产生较大的阻力。针对气体传输受阻而影响电极反应活性的问题,本论文采用相转换工艺制备具有指状孔结构的阳极支撑体,应用到PCFC时,可以显著降低因为气体传输受阻而造成的极化电阻。本课题以相转换工艺在PCFC中的应用为研究重点,完善了基于相转换的平板式、管式PCFC的制备工艺,得到了高性能的相转换PCFC,并评估了相转换PCFC在甲烷、氨气等燃料中的运行性能。（1）传统方法制备的阳极具有随机分布的小孔隙结构,对气体传输造成一定的阻力。为了优化阳极结构,使用流延成型-相转换工艺,制备出具有垂直指状通孔的阳极支撑体。指状孔长约500μm,直径30～80μm,构成了阳极的主体部分。同时,使用干压法制备了传统结构的阳极支撑体。基于不同的阳极支撑体制备了PCFC单电池,对比了不同阳极结构的电池性能。相转换电池有更优异的表现,700℃使用氢气燃料的最高功率密度为1.389 W cm-2,极化阻抗仅0.039（?）cm~2,干压电池则分别为0.929 W cm-2,0.113（?）cm~2。指状孔促进了燃料气体的传输,提高了阳极反应活性,使电池表现出极低的极化阻抗。在100小时的放电/电解循环测试中,相转换电池展现出良好的稳定性。使用甲烷燃料时,相转换电池由于具有庞大的内部空间,表现出一定的积碳抗性。（2）氢气的获取、运输与储存在技术与成本上的困难限制了PCFC的应用,本文提出使用氨气作为替代燃料。虽然PCFC使用氨气燃料具有很大的潜力,但是氨气对镍基阳极存在破坏作用。为了提高PCFC在氨气中运行的稳定性,提出氨分解催化层的设计。考虑到催化层的几何特性,同时为了说明相转换工艺在PCFC中的泛用性,基于提拉浸渍-相转换工艺,制备了带有Fe催化层的管式PCFC。在700℃,电池在氢气、氨气中的最高功率密度分别为1.507、1.078 W cm-2。较不使用催化剂的空白电池,添加Fe催化层的电池的输出功率、氨气条件下的稳定性都有了明显提升。催化层阻碍了氨气与阳极的直接接触,从而缓解了阳极结构的破坏。单质Fe催化剂存在一些局限,在此之上开发了Fe-Ce复合氧化物作为催化剂。Fe-Ce催化剂避免了单质Fe的烧结团聚以及氮化铁的生成,保持了催化剂的催化活性,进一步提升了PCFC在氨气中的稳定性。