近年来,中低温固体氧化物燃料电池（ILT-SOFC）以其较低的反应活化能和工作温度成为主要的发展方向。质子传导型固体氧化物燃料电池（H⁺-SOFC）以其优异的性能在ILT-SOFC领域得到了广泛的关注。Ba(Zr_0.1Ce_0.7Y_0.2)O_3-δ（BZCY7）电解质,结合了BaCeO₃基电解质材料的质子导电率高和BaZrO₃基材料的热稳定性好的特点,在H⁺-SOFC中得到了广泛的应用。进一步研究所制备BZCY7电解质材料的性质对H⁺-SOFC的影响,以及为该电解质寻找可匹配的电极材料对SOFC的发展是至关重要的。基于上述考虑,本文从电解质和电极材料两个方面出发:一方面研究了不同合成方法对所制备BZCY7电解质材料性能的影响;另一方面探究了以(La_0.6Sr_0.4)_0.9Co_0.2Fe_0.6Nb_0.2O_3-δ-xBa(Zr_0.1Ce_0.7Y_0.2)O_3-δ（LSCFN-xBZCY7,x=10,20,30,wt%）复合材料做为H⁺-SOFC对称电极材料的可行性。研究的主要内容和结论如下:在第一部分研究工作中,我们分别采用传统固相法和溶胶-凝胶法在1550°C烧结10 h制备出致密的BZCY7电解质,其中固相法合成的BZCY7（BZCY7-SSR）电解质表现为以菱形晶系为基础、包含了少量单斜相的双相结构;而溶胶-凝胶法合成的BZCY7（BZCY7-gel）电解质则呈现出单一六方晶系结构,且晶粒尺寸更小。BZCY7-SSR电解质在湿氢气和二氧化碳环境中均可保持良好的结构稳定性,而BZCY7-gel电解质在二氧化碳气氛中稳定性较差。热膨胀、热重和电导率等测试结果表明,BZCY7-SSR与BZCY7-gel电解质在400-600°C范围内会随温度的变化发生可逆相结构转变,这种转变也导致BZCY7电解质的传导机制发生变化,从低温范围的质子传导为转变为高温范围的氧离子传导为主。BZCY7-gel电解质在空气和氢气下热膨胀系数小于BZCY7-SSR的热膨胀系数,且其相变带来的热膨胀曲线斜率变化也明显更小。BZCY7-gel电解质表现出更高电导率,在氢气为燃料时,以BZCY7-gel为电解质的电池表现出更高的功率密度,800°C时最大输出功率密度为104 mW cm^-2。对称型固体氧化物燃料电池（SSOFC）具有成本低、结构简单、氧化还原稳定等优点,而目前以BZCY7为电解质材料的SSOFC研究较少。因此在第二部分研究工作中,我们探索了以LSCFN与BZCY7按比例复合制成的复合电极材料（LSCFN-xBZCY7,x=10,20,30,wt%）作为H⁺-SOFC对称电极的可行性,选用第一部分工作中表现出较好电化学性能的BZCY7-gel作为电解质支撑体。研究结果表明,LSCFN与BZCY7-gel在氧化和还原气氛下均保持良好的化学兼容性。LSCFN-xBZCY7复合电极与BZCY7-gel电解质在5%H₂/Ar和空气中均具有良好的热膨胀匹配性。其中,在5%H₂/Ar条件下,LSCFN-30BZCY复合材料的平均热膨胀系数(14.3×10^-6K^-1)与相同条件下BZCY7-gel(13.0×10^-6K^-1)电解质的热膨胀系数值最为接近。LSCFN-xBZCY7复合电极在空气中的界面极化阻抗（ASR）随着BZCY7-gel含量的增加而减小,而在湿氢气氛中则相反。750°C时LSCFN-30BZCY在空气和湿氢气氛的ASR值分别为0.131和0.044Ωcm²。在氢气燃料中,所组装的LSCFN-30BZCY7|BZCY7-gel|LSCFN-30BZCY7单电池,800°C时的最大功率密度达到了62 mW cm^-2。