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固体氧化物燃料电池（SOFCs）因其内在效率高、排放低及燃料灵活等特点被视作未来最有希望的洁净能源发电装置之一,然而中低温条件下较差的阴极性能阻碍了SOFCs实现商业化。因此寻找优良的低温固体氧化物燃料电池（LT-SOFCs）的阴极氧还原催化剂仍是研究的重点。本论文采用EDTA-柠檬酸联合络合湿化学法合成BaCo0.4Fe0.4Zr0.2O3-δ（BCFZ）和Y部分替代Zr后的BaCo0.4Fe0.4Zr0.1Y0.1O3-δ（BCFZY）两种掺杂钙钛矿材料,用XRD技术对材料单个物相及其与电解质材料(Ce0.8Sm0.2O1.9,SDC和BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3,BZCYYb)等比例混合1050℃焙烧后的混合物相进行了分析,结果表明BCFZ和BCFZY均为单一的立方钙钛矿相,而且与常用电解质材料（SDC、BZCYYb）的化学兼容性较好。随后分别对BCFZ和BCFZY两种材料进行了粉体微观形貌观察、变温电子电导率测试、高温热膨胀系数（TEC）测定、氧程序升温脱附（O2-TPD）性能测试、热重（TG）分析以及其作为LT-SOFCs阴极的电化学性能研究。首先将BCFZ和BCFZY分别作为SDC作电解质的氧离子传导型固体氧化物燃料电池（O-SOFCs）的阴极材料,各自制成阳极支撑型单电池Ni-SDC∣SDC∣BCFZ（电解质平均厚度为32μm）和Ni-SDC∣SDC∣BCFZY（电解质平均厚度为33μm）。相同条件下考察了它们的电输出性能和电化学阻抗性能,结果显示BCFZ在650、600、550、500℃各温度点的最大输出功率密度分别为620.07、536.04、426.04、286.87 mW/cm2,极化电阻分别为0.041、0.058、0.099、0.198Ω·cm2;而BCFZY的最大功率密度在650℃500℃范围内可达到1340.55、1068.47、775.84、497.44 mW/cm2,极化电阻为0.017、0.028、0.056、0.124Ω·cm2,说明BCFZY作为O-SOFCs阴极的性能比BCFZ的更理想。然后将BCFZ和BCFZY分别作为BZCYYb作电解质的质子传导型固体氧化物燃料电池（H-SOFCs）的阴极材料,各自制成单电池Ni-BZCYYb∣BZCYYb∣BCFZ（电解质平均厚度为26μm）和Ni-BZCYYb∣BZCYYb∣BCFZY（电解质平均厚度为35μm）,同样在相同条件下探讨两者的输出功率和电化学阻抗。700℃500℃操作温度下,BCFZ最大输出功率密度依次为441.15、389.13、348.67、289.07、234.11 mW/cm2,极化阻抗为0.055、0.094、0.184、0.349、0.701Ω·cm2;BCFZY的功率依然比BCFZ的高:653.29、600.59、521.61、433.55、338.34 mW/cm2,极化阻抗值明显较低:0.016、0.023、0.040、0.087、0.210Ω·cm2,说明与BCFZ相比,BCFZY更适合作H-SOFCs的阴极。综合可见,BCFZY作为LT-SOFCs的阴极材料有着更优越的电化学性能,这与其相对较高的氧空位浓度及其晶格氧低温易脱附等特性相符合。研究结果表明BCFZY在低温氧离子导体固体氧化物燃料电池的应用方面具有更广的发展前景。