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固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种将燃料的化学能直接转换为电能的装置,具有能量转化率高、环境污染小等优点。更重要的是,SOFC可以直接把含碳类气体,比如煤气和天然气等气体燃料中的化学能转变为电能,且产物对环境无污染。因此,SOFC这种高效清洁的新能源技术已经成为了目前人们研究的重点之一。为了开发具有优异电化学性能的电极材料,本文研究了一种A位有序的层状氧缺位双钙钛矿结构GdBaFe2O5+δ（GBFO）对称电极材料,并通过在A位引入Ba2+缺位,进一步提高了该材料的电化学性能。采用溶胶-凝胶法分别在1000℃空气中和1050℃氢气中合成了GBFO双钙钛矿结构材料,该材料为四方结构,在不同气氛下合成的样品具有不同的氧空位,且氧空位的含量可以随着气氛环境的改变而改变。GBFO对称电极材料与常用的LSGM和SDC电解质具有良好的化学兼容性。TPD和TPR测试表明,GBFO电极材料随着温度的升高B位的铁离子会发生价态的转变,从而引入氧空位,提高了材料的催化活性。GBFO样品在30-900℃时在空气中和5%H2/Ar中的平均TEC值分别为15.3×10-66 K–1和15.1×10-6 K–1,略高于常用的LSGM电解质材料的热膨胀系数。通过引入SDC缓冲层,可以提高电极和电解质之间的热膨胀匹配性。同时SDC作为一种优异的氧离子导体,可以增加电极与电解质界面处的氧离子掺入率。GBFO电极材料在空气中的电导率为3–10 S cm–1,氢气中的电导率为4.1–24.4 S cm–1,高于很多已经报导的对称电极材料。电化学阻抗测试结果表明,GBFO电极材料在空气中的极化阻抗值优于很多已被报导的阴极材料。以GBFO作为对称电极,LSGM作为电解质制作的单电池,在以H2、合成气和CH4为燃料时均表现出较高的电化学性能;以含有H2S的合成气为燃料时,材料没有出现硫中毒现象,用CH4为燃料连续工作120 h并未发现电池有明显的性能衰减,且拉曼测试结果表明材料表面没有积碳,说明GBFO具有优良的抗碳耐硫性能。表明GBFO是一种优秀的SOFC对称电极材料。采用溶胶-凝胶法在1050℃氢气中合成了GdBaxFe2O5+δ（x=0.98和0.96;GBxFO）双钙钛矿结构阳极材料,该系列材料为四方结构,且随着A位缺位的增加,晶格体积收缩,材料中氧空位浓度增加。当x=0.96时,材料具有最大的氧空位。GBxFO阳极材料在氢气中具有较高的电导率,通过A位缺位可以提高材料的电导率,当x=0.98时材料具有最高的电导率,在850℃时电导率达到了33.7 S cm–1。高于很多已经报导的阳极材料。A位缺位几乎没有改变材料的热膨胀系数,同样通过引入SDC缓冲层,可以提高电极和电解质之间的热膨胀匹配性。电化学阻抗测试结果表明,GBxFO阳极材料的极化阻抗值随着缺位的增大逐渐减小,当x=0.96时,材料具有最小的极化阻抗,就700℃的极化阻抗值而言,GB0.98FO和GB0.96FO阳极材料相对于母体材料GBFO分别降低25.6%和34.1%。当GBxFO作为阳极时,LSGM作为电解质制作的单电池在以H2为燃料时表现出较高的电化学性能。通过引入缺位,单电池的最大功率密度均有所提高。当x=0.98时,单电池具有最高的功率密度,850℃时最大功率密度达到了1052mWcm–2。表明通过A位缺位,提高了阳极材料的催化活性。