燃料电池是一种能直接高效的将化学能转变为电能的电化学装置。传统的高温质子导体ACeO3(A=Sr,Ba),AZrO3(A=Ca,Sr,Ba)和氧离子导体(YSZ)都已广泛应用于燃料电池电解质，但是，他们的工作温度均高于600°C，这不仅会导致电解质中金属氧化物的挥发，也难以密封装置。在中温(100–600°C)下工作的离子导体不仅密封材料及连接材料有较好的选择性，同时水、热管理较容易。　　最近，一类新型中温无机固态离子导体—AP2O7(A=Sn,Ti,Ge,SiZr)因在100–600°C下具有良好的离子导电性能而引起了人们的极大兴趣。但至今未见Ti1-xZnxP2O7系列陶瓷样品以及Al3+掺杂的SnP2O7-SnO2复合陶瓷材料电化学性能的报道。基于以上情况，本论文主要对MP2O7(M=Ti、Sn)基导电材料的中温电性能进行了研究。主要研究工作及结果如下：　　（1）第一章—绪论。简要介绍了一些典型的固体电解质材料、无机质子导体，有关的缺陷化学及传导机制、应用等。概述了MP2O7(M=Ti、Sn)基中温电解质材料的研究背景，提出了本论文的研究内容及研究意义。　　（2）第二章—Ti1-xZnxP2O7的制备及中温电性能研究。研究了磷与金属离子的初始摩尔比例Pini/(Ti4++Zn2+)对样品致密度的影响。采用水热法合成Pini/(Ti4++Zn2+)=2.2样品Ti0.92Zn0.08P2O7的致密度要高于Pini/(Ti4++Zn2+)=2.4样品Ti0.92Zn0.08P2O7的致密度。因此，采用水热法合成了Ti1-xZnxP2O7(x=0.00,0.04,0.08,0.12)系列陶瓷样品(Pini/(Ti4++Zn2+)=2.2)。　　掺杂离子浓度x对样品电导率有显著的影响：采用水热法合成的系列样品的电导率：σ(x=0.00)<σ(x=0.04)<σ(x=0.12)<σ(x=0.08)。这表明，Ti1-xZnxP2O7的掺杂限度为8mol%。样品Ti0.92Zn0.08P2O7在空气和氢气中600°C下，电导率达到最大值3.53×10-5S·cm-1和2.45×10-3S·cm-1。　　（3）第三章—典型样品Ti0.92Zn0.08P2O7的制备及中温电性能研究。固相法合成的典型样品Ti0.92Zn0.08P2O7在空气和氢气气氛中600°C下电导率达到最大值：1.36×10-5S·cm-1,2.16×10-3S·cm-1。采用固相法合成的样品的电导率和致密度都要低于水热法合成的样品的电导率和致密度，这可能与不同的合成方法有关。　　（4）第四章—致密的5%Al3+掺杂的SnP2O7-SnO2复合陶瓷在中温燃料电池中的应用。本章首先制备了未掺杂和5%(摩尔分数)Al3+掺杂SnO2的多孔性基片,然后将基片与85%的H3PO4在600°C下反应,分别得到了致密的未掺杂和5%Al3+掺杂的SnP2O7-SnO2复合陶瓷样品。采用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM), X射线能量色散谱(EDS)测试方法对样品进行了表征,采用电化学阻抗谱法(EIS)测试了样品在中温(100–250°C)下,湿润空气和湿润氢气气氛中的电导率。结果表明,在湿润空气和湿润氢气中,5%Al3+掺杂的SnP2O7-SnO2复合陶瓷样品的电导率均高于未掺杂的SnP2O7-SnO2复合陶瓷样品的电导率,且该复合陶瓷样品在湿润空气和湿润氢气中250°C下,电导率分别达到最大值：4.30×10-2S·cm-1,6.25×10-2S·cm-1,高于至今报道的SnP2O7-SnO2基复合陶瓷及SnP2O7基陶瓷在类似条件下的电导率。以5%Al3+掺杂的SnP2O7-SnO2复合陶瓷样品(厚度:1.45mm)为电解质、多孔性铂为电极组装成的氢气/空气燃料电池具有良好的中温电池性能,175°C,200°C,250°C的最大输出功率密度分别为52.0mW·cm-2,61.9mW·cm-2,82.3mW·cm-2。良好的中温电池性能与该复合陶瓷电解质较高的电导率和致密度及该燃料电池较低的界面极化电阻有关。