燃料电池（Fuel Cell,FC）是一种对环境影响低、高效率的发电设备,在未来的清洁能源生产中具有重要的作用。在各种燃料电池中,固体氧化物燃料电池（SOFC）是重要的能源供应装置,源于其对环境友好,具有高的发电效率和有较多的燃料可以选择等优点。SOFC通常以氧化钇稳定的氧化锆（YSZ）作为电解质,它的运行温度一般在800℃～1000℃之间。在高温下运行可以使YSZ拥有高的离子电导率,但高温会引起热降解、电池材料热膨胀不匹配以及降低电池的寿命等问题。因此降低SOFC的运行温度是未来的发展趋势。随着温度的下降,YSZ的电导率也随之下降,已经不满足作为SOFC的电解质的要求。因此我们需要寻找到一种新的材料作为低温固体氧化物燃料电池的电解质。二氧化铈基材料在低温时拥有足够高的离子电导率,可以作为低温固体氧化物燃料电池的电解质。电解质材料的烧结是一个重要的研究方向,所以本文主要研究二氧化铈基的烧结活性的性能。主要工作结果如下:（1）成功地合成了（100）晶面暴露在表面的二氧化铈纳米立方体,发现它们有利于二氧化铈材料的烧结性能。与传统的柠檬酸硝酸盐法制备的二氧化铈纳米粉体相比,二氧化铈纳米立方体的烧结性能有了很大的提高。二氧化铈纳米立方体可以在1200℃的较低温度下烧结,无需使用任何烧结助剂。相比之下,使用传统柠檬酸硝酸盐方法获得的二氧化铈纳米粉体的片即使在1300℃下烧结也显示出多孔结构,并且片仅在1400℃下烧结后才能致密化,这比二氧化铈纳米立方体烧结致密的温度高200℃,即使两种二氧化铈样品的起始粒径都较小且相似。密度泛函理论表明,（100）面比（111）面具有更高的表面能,这使得纳米立方块在烧结过程中可以快速生长,这是二氧化铈纳米立方块烧结性能提高的主要原因。（2）通过水热反应成功合成了不同掺杂浓度的Sm掺杂二氧化铈纳米立方体,并将其（100）晶面暴露在表面上。虽然Sm掺杂浓度的增加可以形成更小的颗粒尺寸,但是样品的烧结性没有相应的变化。总的来说,未掺杂Sm的二氧化铈的烧结性能最好,而较高的Sm掺杂量的二氧化铈虽然粒径很小,但烧结性能明显恶化。研究表明形貌控制合成的表面活性晶面为（100）的Sm掺杂二氧化铈纳米立方体,只会在低掺杂浓度下有利于提高样品的烧结活性,其烧结活性不仅受颗粒尺寸或表面能的影响,还受掺杂浓度的影响较大,其中掺杂样品的空间电荷效应占主导地位。