固体氧化物燃料电池（SOFCs）因其出色的法拉第效率,极低的环境污染以及强大的燃料适应性而受到研究人员的广泛关注。然而,因高工作温度（¹000°C）所引起的材料性能退化和密封之类的问题的存在,使传统的SOFC的商业化受到了极大的阻碍。研究人员为降低SOFC工作温度做出了许多努力,其中一个有效且极具吸引力的方法是开发质子传导型的SOFCs（H⁺–SOFCs）。与传统的氧离子传导型SOFCs(O^2-–SOFCs)相比,质子导体电解质在500°C–700°C之间具有较高的离子电导率和较低的活化能,因此质子传导型的SOFCs（H⁺–SOFCs）更适合实际应用。此外,H⁺–SOFCs在运行时会在电池的阴极侧形成水,这有助于实现高燃料利用率和令人满意的能斯特电动势。本论文主要围绕H⁺–SOFCs的电解质材料和三重导电阴极材料两方面展开研究。第一章,简要介绍了SOFC的发展背景、工作原理以及各组成部分,并围绕H⁺–SOFCs的电解质材料和阴极材料的发展进行了阐述,同时提出了H⁺–SOFCs中存在的一些亟需解决的问题。第二章,为了更有效地提高质子导体电解质BaZr_0.4Ce_0.4Y_0.2O_3-δ（BZCY）的可烧结性,我们研究了不同ZnO（¹wt.%）烧结助剂添加方法对BZCY电解质的影响。发现¹wt.%ZnO的内部掺杂策略是改善BZCY电解质的烧结性的有效方法。与通过外部添加1wt.%ZnO的策略所制备的BZCY–ZnO样品相比,内部掺杂策略所制备的BaZr_0.4Ce_0.4Y_0.15Zn_0.05O_3-δ（BZCYZn）样品在1350°C烧结后具有更高的密度（⁹8%）和更大的晶粒尺寸。在低于600°C的温度范围内,BZCYZn样品的电导率值高于BZCY–ZnO样品的电导率值,并且与在1600°C烧结5 h的BZCY样品的电导率值相当。以BZCYZn（⁴5μm）作为电解质的电池在700°C时最大功率密度可达到414.5 mW cm^–2,并在100 h的测试期间内具有良好的稳定性。我们的结果表明,通过使用易于加工的传统陶瓷技术,对BZCY进行内部掺杂ZnO,有效地提高BZCY电解质的烧结性。第三章,研究了三重导电的Ba_0.95La_0.05Fe_0.8Zn_0.2O_3-δ（BLFZ）钙钛矿用作H⁺–SOFC的阴极。BLFZ具有立方钙钛矿结构,并且与BZCYYb电解质具有良好的化学相容性。在30°C–1000°C温度范围内,BLFZ的平均热膨胀系数为20.4?10^-6 K^-1。由于水的引入,600°C下BLFZ的极化电阻（R_p）从干空气中的2.072Ωcm²降低到的湿空气（3%H₂O）中的1.334Ωcm²。BLFZ–30wt.%BZCYYb复合阴极的单电池功率密度在750°C时达到329 mW cm²,相应的R_p为0.083Ωcm²。根据对阻抗谱的DRT分析,质子扩散和结合到电解质晶格中是650°C以上电池反应的限速步骤,而氧结合到晶格中和质子体扩散到三相界面是650°C以下电池反应的限速步骤。700°C时,基于BLFZ–30wt.%BZCYYb复合阴极的单电池在100 h稳定性测试中表现出良好的稳定性。第四章,对论文第二、第三章的工作做出总结,并在研究总结的基础上对未来H⁺–SOFCs工作作出了研究展望。