随着社会的发展,21世纪正处于第三次能源转型时代,新能源开发与储能问题迫切地需要解决。固体氧化物燃料电池（SOFC）是全固态电池,燃料化学能直接转化为电能,转化效率高且环境友好。以往SOFC阳极常采用Ni/YSZ金属陶瓷阳极在使用化石燃料时易发生硫中毒、碳沉积及体积不稳定等问题,限制了 Ni/YSZ长期的稳定运行,在这种背景下,钙钛矿氧化物作为SOFC阳极候选材料脱颖而出。本文对SOFC钙钛矿氧化物阳极进行充分的调研后,选择Fe的钙钛矿氧化物（ABO₃）氧化物PrFeO₃作为基础材料,通过A位和B位掺杂的方法,系统地研究了其作为阳极的物相稳定性、还原分解规律和电化学性能。首先,采用溶胶-凝胶法进行材料合成,在PrFeO₃的A位掺杂了 Sr元素（0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5）,系统地研究了 A位掺Sr对PrFeO₃作为阳极材料的物相以及电化学稳定性的影响。研究发现,所合成产物均为纯正交相;在800℃干燥氢气气氛下还原5h后,六种样品都会发生完全分解,而PrFeO₃在湿氢气氛下,并未发生分解。氢气气氛下Pr_0.6Sr_0.4FeO_3-δ的电导率最大,对比这些阳极的单电池性能测试结果发现,使用掺Sr阳极的电池功率密度明显高于PrFeO₃,其中以Pr_0.6Sr_0.4FeO_3-δ为阳极的电池功率密度高达244.9mW/cm2,相应的阳极极化阻抗也最小。目前的研究结果表明,掺Sr后可以明显减低PrFeO₃的活化能。进而提高其阳极性能。鉴于Pr_0.6Sr_0.4FeO_3-δ材料在氢气下具有良好催化活性,在其基础上进一步开展了 B位掺杂不同的过渡族金属元素的研究,合成了 Pr_0.6Sr_0.4Fe0.9X0.1O₃-δ（X=Fe,Co,Ni,Ti,Nb）系列单相样品,在干燥氢气气氛中800℃处理5h后,B位掺杂低价元素Fe,Co,Ni的样品发生了完全分解,而掺杂高价Ti,Nb的样品仅发生了轻微的部分分解。说明高价掺杂有助于维持此钙钛矿物相稳定性。在空气气氛下,掺入低价过渡族元素的电导率普遍高于掺入高价过渡族元素的样品的电导率,而在氢气气氛下,仍是Pr_0.6Sr_0.4FeO_<sub>3-δ的极化阻抗最小。