燃料电池是继水力发电,火力发电和原子能发电之后的第四种发电技术,是一种将燃料中的化学能直接转化为电能的能源转换装置,其中固体氧化物燃料电池（SOFC）由于使用全固态电解质和具备燃料选择灵活性而备受关注。在选择碳氢化合物作为燃料时,SOFC的主要挑战是阳极上可能发生碳沉积和硫中毒。因此,开发新的抗积碳和耐硫中毒阳极材料已成为当务之急。基于上述考虑,我们研究了A位有序的双钙钛矿结构LnBaFe₂O_5+δ（LnBFO,Ln=Pr,Nd）系列材料,考察了其作为SOFC阳极材料的可行性。研究的主要内容和结论如下:采用溶胶-凝胶法获得了四方结构的LnBFO（Ln=Pr,Nd）阳极材料。该材料与常用的电解质LSGM和SDC具有良好的化学相容性。其中NdBaFe₂O_5+δ（NBFO）具有最好的电学性能,850 ^oC时,其电导率为31.2 S cm^-1。当以氢气为燃料时,NBFO|SDC|LSGM|NBCFC单电池可实现1242 mW cm^–2的输出功率密度,远远高于被研究过的大多数阳极材料的性能。该电池在甲烷气氛中经过100 h的稳定性测试,性能没有发生明显衰减,说明NBFO阳极具有优秀的氧化还原稳定性,是一种非常有前途的抗积碳SOFC阳极材料。选用各方面性能较优的NBFO材料,在A位引入适量的缺陷,制备出NdBa_1-x-x Fe₂O_5+δ（x=0.02,0.04,0.06）双钙钛矿结构氧化物,希望进一步提高电化学性能。测试结果表明,x=0.02的样品具有最优的性能,与NBFO阳极材料相比,850 ^oC时电化学阻抗降低了44%。以氢气、合成气和甲烷用作燃料时,电池的最大功率密度分别提高了11%、9%和12%。说明在Ba²⁺引入0.02的缺位可以有效地改善电化学性能。