固体氧化物燃料电池阴极材料的研究进展
固体氧化物燃料电池阴极性能稳定性的研究进展
第41卷 第6期Vol.41No.62020年12月Journal of CeramicsDec. 2020收稿日期：2020‒07‒29。
修订日期：2020‒08‒21。
Received date: 2020‒07‒29. Revised date: 2020‒08‒21.基金项目：国家重点研发计划(2018YFB1502202)。
Correspondent author: XIONG Yueping (1963-), Male, Ph.D., 通信联系人：熊岳平(1963-)，男，博士，教授。
Professor.E-mail: ***************.cnDOI: 10.13957/ki.tcxb.2020.06.005固体氧化物燃料电池阴极性能稳定性的研究进展李 栋，付梦雨，金英敏，熊岳平(哈尔滨工业大学 化工与化学学院，黑龙江 哈尔滨 150000)摘 要：由于具有能量转化率高、燃料多样、环境友好、全固态结构等特点，固体氧化物燃料电池(SOFC)受到了广泛的关注，然而，长期工作过程中阴极性能衰减等问题使得SOFC 的商业化进程受到了阻碍。
从微观形貌变化、阴极-电解质界面固相反应、元素表面偏析、S 毒化、Cr 毒化等方面，对引起阴极性能衰减的因素及其衰减机制进行了详细地论述，在此基础上，对各衰减因素相对应的抑制方法进行了简要介绍。
关键词：固体氧化物燃料电池阴极；长期稳定性；元素表面偏析；毒化中图分类号：TQ174.75 文献标志码：A 文章编号：1000-2278(2020)06-0820-15Progress in Research on Performance Stability of SolidOxide Fuel Cell CathodeLI Dong, FU Mengyu, JIN Yingmin, XIONG Yueping(School of Chemistry and Chemical Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150000, Heilongjiang, China) Abstract: Solid oxide fuel cell (SOFC) has attracted extensive attentions due to its high energy conversion efficiency, fuel diversity, environmental friendliness and all-solid structure. However, the commercialization of SOFC is hindered owing to the problems, especially the degradation of cathode performance during long-term operation. Factors causing the degradation of cathode performance and corresponding degradation mechanisms are discussed in detail from the aspects of micromorphology variation, solid phase reaction at cathode-electrolyte interface, element surface segregation, S and Cr poisoning. To this end, strategies to address the corresponding issues are briefly introduced.Key words: solid oxide fuel cell cathode; long-term stability; element surface segregation; poisoning0 引 言随着社会的不断发展，人们对于能源的需求日益增加。
中温固体氧化物燃料电池的纳米LSM-SDC复合阴极
中温固体氧化物燃料电池的纳米LSM-SDC复合阴极张瀚;夏长荣【摘要】阴极粒子纳米化可以提高固体氧化物燃料电池的性能,通常使复合阴极的单一相(催化剂或电解质)纳米化.本工作报道双相纳米化的新型(La0.85Sr0.15)0.9MnO3(LSM)-Sma0.2Ce0.8O1.9(SDC)复合阴极.扫描电镜照片显示,纳米LSM和SDC颗粒均匀附着在多孔LSM-SDC电极骨架的表面.交流阻抗研究表明,600℃时,该阴极界面极化阻抗仅为0.93Ω·cm2,性能优于其他类型的LSMSDC复合阴极.以这种新型LSM-SDC复合纳米电极为阴极、稳定的氧化锆为电解质的单电池,在600、650和700℃最大输出功率分别为114、218和348mW·cm-2.【期刊名称】《无机化学学报》【年(卷),期】2010(026)010【总页数】5页(P1875-1879)【关键词】固体氧化物燃料电池;交替浸渍;纳米粒子;复合阴极【作者】张瀚;夏长荣【作者单位】中国科学院能量转换材料重点实验室,中国科学技术大学材料科学与工程系,合肥,230026;中国科学院能量转换材料重点实验室,中国科学技术大学材料科学与工程系,合肥,230026【正文语种】中文【中图分类】TM911.4固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种无污染、高能量转换效率的新型能源转换装置。
锶掺杂的锰酸镧(LSM)是一种传统的SOFC阴极材料，它具有非常好的热稳定性和化学稳定性，与常用的锆基和铈基电解质材料的热膨胀系数相匹配，化学相容。
但是，LSM的离子电导率较低(700℃时的氧扩散系数仅为10-16cm2·s-1)[1]，在中低温的操作温度下，LSM阴极具有相对较低的氧催化活性，即高的阴极-电解质界面极化阻抗。
在LSM中加入电解质成为复合阴极能够有效的降低阴极-电解质之间的界面阻抗。
例如，700℃时，以YSZ(氧化钇稳定的氧化锆)为电解质，由纯LSM阴极的7.82 Ω·cm2降低为LSM-YSZ 复合阴极的2.49 Ω·cm2，以及 LSM-GDC(氧化钆掺杂的氧化铈)复合阴极的1.06 Ω·cm2[2]。
中低温固体氧化物燃料电池阴极材料剖析
中低温固体氧化物燃料电池阴极材料综述施赟豪摘要：固体氧化物燃料电池(SOFCs)作为一种高效的能量转化装置，其成功应用将有效地节约能源和降低能源利用过程中环境污染物的排放，对人类社会的可持续发展意义重大。
低温化可加快SOFCs商品化的步伐，而其关键在于开发高性能的阴极材料。
本论文对近年来在中低温SOFCs阴极材料方面的研究进展进行了较全面的综述，其中包括Ba0.5Co0.5Fe0.8O3-x，一系列材料、具有两维氧离子传导特性的LnBaCo205+x双钙钛矿型材料及其他的钴基钙钛矿型材料、非钴基阴极和贵金属修饰阴极，以及浸渍法制备的纳米修饰阴极等，指出了各种材料的优缺点及将来的发展趋势。
Abstract:Solid oxide fuel cell (SOFCs) as a highly efficient energy conversion device, its successful application will effectively energy conservation and reduced the emission of environmental pollutants in the process of energy use, is of great significance to sustainable development of human society. Low temperature can accelerate the pace of commercialization of SOFCs, and the key is to develop high-performance cathode materials. This paper on recent research progress in intermediate temperature SOFCs cathode materials were more comprehensive review, including Ba0.5Co0.5Fe0.8O3-x, a series of materials, with oxygen ion transfer characteristics of two dimensional LnBaCo205+x double perovskite type materials and other cobalt based perovskite type materials, non cobalt based cathodes and noble metal modified cathode, and prepared by impregnation method nanoparticles modified cathode. And the future development trend of the advantages and disadvantages of various materials were pointed out.关键词：固体燃料电池阴极中低温化Keywords:Solidfuelcellcathodelowtemperature正文【1】引言：燃料电池作为一种电化学能量转换装置。
新型中温固体氧化物燃料电池阴极材料的研究
图 １ Ｌｎ０．６Ｓ ｒ０．４Ｃｏ０．２Ｆｅ Ｏ ０．８ ３ 陶瓷的热膨胀率 与温度的关系曲线
Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｐａｎｓ ｉｏｎ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ
Ｌｎ０．６Ｓ ｒ０．４Ｃｏ０．２Ｆｅ ０．８Ｏ３ ｃｅ ｒａ ｍｉｃｓ
!Ｌ／ Ｌ（％）
５００ Ｌｎ＝ Ｌａ
Ｌｎ＝ Ｐｒ
４００
Ｌｎ＝ Ｎ ｄ Ｌｎ＝ Ｓｍ
４００
６００
８００ １０００
Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（℃）
图 ３ ＬＳ ＦＣ－ Ｓ ＤＣ 复合材料的热膨胀率与温度的 关系曲线
Ｆｉｇ．３ Ｌｉｎｅａｒ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｐａｎｓ ｉｏｎ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ＬＳ ＣＦ－ Ｓ ＤＣ ｓ ｐｅｃｉｍｅｎｓ
+Ｌ／ Ｌ（％）
《 陶瓷学报》２００６ 年第 ３ 期
’Ｌ／ Ｌ（％）
(Ｌ／ Ｌ（％）
)Ｌ／ Ｌ（％）
*Ｌ／ Ｌ（％）
１．８ ＳＤＣ １．２
０．６
０．０ １．８ ＬＳＣＦ－ ＳＤＣ５０ １．２
０．６ ０．０
１．８ ＬＳＣＦ－ ＳＤＣ４０
１．２ ０．６
０．０ １．８ ＬＳＣＦ－ ＳＤＣ３０ １．２
０．６
０．０ １．８ ＬＳＣＦ １．２
０．６
０．０
０
Байду номын сангаас
２００
３ Ｌａ２ＮｉＯ ４＋δ 阴极材料的研究
与 ＡＢＯ３ 型钙钛矿结构化合物相比，Ｋ２ＮｉＦ４ 结构 的 Ｌａ２ＮｉＯ４＋δ 的合成较为困难。为了获得单一 Ｋ２ＮｉＦ４ 结构的合成产物，在采用固相反应法时，常常需要经
若选用电子 － 离子混合导体为 ＳＯＦＣ 的阴极材
收稿日期：２００６－ ０７－ １８ 基金项目：国家自然科学基金项目（ 编号：５０５７２０７９），国家教育部新世纪优秀人才支持计划（ 编号：ＮＥＣＴ－ ０４－ ０７２４）、国家教育部博士点科研专项
中温固体氧化物燃料电池CGO电解质与LSCF阴极材料制备与性能研究的开题报告
中温固体氧化物燃料电池CGO电解质与LSCF阴极材料制备与性能研究的开题报告一、研究背景和意义随着能源危机的日益严重和环境污染问题的不断加剧，寻找新型、高效、环保的能源技术成为全球的研究热点。
固体氧化物燃料电池（SOFCs）具有高能量转化效率、低污染排放、使用范围广泛等优点，被认为是未来能源技术发展的重要方向之一。
SOFCs是一种将化学能直接转换为电能的设备，主要由阳极、电解质和阴极三部分组成。
其中，电解质是起到隔离阳极和阴极、只允许氧离子传导的作用，是保证SOFCs 正常工作的关键。
目前，常用的电解质材料主要有氧化锆（ZrO2）和氧化钇稀土（Yttria-stabilized zirconia，YSZ）等，但它们的导电性和机械性能存在严重的缺陷，限制了SOFCs的发展。
尽管氧化锆材料具有很好的化学稳定性和热稳定性，但其导电性较差，一般需要高温（800-1000℃）才能达到较高的导电性，这会带来一系列的问题，如造成机械强度下降、减小电极反应速率、容易在高温下发生结构破坏等。
而氧化钇稀土材料由于导电性和强度不足，也限制了SOFCs的发展。
因此，研究新型导电性和机械性能优异的电解质材料对于SOFCs的发展至关重要。
二、研究内容及方案本研究主要针对中温固体氧化物燃料电池，围绕CGO电解质材料与LSCF阴极材料的制备及其性能研究展开实验研究。
（一）制备CGO电解质材料本实验将采用共沉淀法制备CGO电解质材料。
具体步骤如下：1. 将初始反应液加入磁力搅拌器中，并加热至60℃；2. 分别滴加硝酸钆、硝酸锆等钆、锆的前体溶液，并继续搅拌，保持60℃，使反应进行。
3. 冷却沉淀、洗涤、干燥及分散成粉。
4. 控制烧结温度，研究烧结温度对电解质材料性能的影响。
（二）制备LSCF阴极材料本实验将采用固相反应法制备LSCF阴极材料。
具体步骤如下：1. 称取La2O3、SrCO3、Co3O4和Fe2O3等中间体粉末，混合均匀；2. 在球磨机中进行混合球磨，并加入适量的乙酸及乙酸钠溶液，得到混合物浆料。
中温固体氧化物燃料电池阴极材料的制备与表征共3篇
中温固体氧化物燃料电池阴极材料的制备与表征共3篇中温固体氧化物燃料电池阴极材料的制备与表征1中温固体氧化物燃料电池阴极材料的制备与表征摘要：中温固体氧化物燃料电池（SOFCs）是一种高效率、低污染的能量转化技术，其阴极材料是SOFCs中最为关键和复杂的组件之一。
本文综述了中温固体氧化物燃料电池阴极材料的制备方法和表征技术，包括传统的干燥法、溶胶-凝胶法、共沉淀法、浸渍法等制备方法，以及表征方法如场发射扫描电镜、X射线粉末衍射等。
本文还着重介绍了材料性能对SOFCs性能的影响以及未来发展方向。
1、引言中温固体氧化物燃料电池是基于固体氧化物在高温下的离子传输和电化学反应来转换化学能量为电能的一种新型高效率、低污染的能量转化技术。
其中，阴极材料是SOFCs中最为关键和复杂的组件之一，直接影响SOFCs的性能和稳定性。
目前研究人员开发了各种复杂的复合材料以及基于不同氧化物的单一复合材料，对其制备方法和表征技术也在不断地改进和完善。
2、中温固体氧化物燃料电池阴极材料的制备方法2.1 干燥法干燥法是从带有期望成分的粉末混合物中生成所需材料的一种制备方法。
由于烧结温度较低，因此可以通过将粉末混合物注入理化溶剂中，制备成糊状，然后通过滤纸和烘干来制备所需材料。
这种方法的优点是简单易行，但其制备过程中易出现杂质、孔洞和颗粒大小不匀等问题。
2.2 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是在热水、有机溶剂或凝胶剂中制备凝胶的方法。
通过对温度、溶剂、酸碱度等参数的控制，可以制备成组成均匀的凝胶且成分准确。
在烘干-焙烧过程中，凝胶的组成发生了变化，随着温度的升高而增大粒径。
该方法制备的材料比较均匀，而且成分准确，但总的烧结周期较长。
2.3 共沉淀法共沉淀法是在水溶剂中同时加入两种以上化学物质，使之产生反应生成所需材料的一种制备方法。
在合适的pH和温度条件下，通过调节沉淀物的成分比例，可以轻松地获得所需的阴极材料。
此方法可以控制反应速率，并控制无序点的密度和晶粒尺寸。
固体氧化物燃料电池阴极材料的研究进展课件
1.A位缺失大大提高电池性能。
0.58Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-是LS固C体F氧系化列物阴燃料电池阴极材料的研 极中输出性能最高的阴极材料。其最大究功进展课件
率是LSM/YSZ标准阴极的两倍。
Journal of power sources,156 (2006)20-22
Seminar II
Solid
electrolyte
O2-
Porous anode
collector
Combustible Fuel
O2
e-
O2-
e-
CO2 +H2O
固体氧化物燃料电池阴极材料的研 究进展课件
Seminar II
中温固体氧化物燃料电池对阴极材料的基本要求
❖ 有较高的氧还原活性； ❖ 有较高的电导率； ❖ 与电解质和连接体材料具有良好的化学相容
Solid State Ionics 93 (1997) 207-217
Seminar II
LSM基阴极的研究进展（3）
LSM-5Ce10ScZr大大提高了LSM基阴极的电化学性能，在650°C,优化阴极 后的电池性能接近0.6/cm2.
固体氧化物燃料电池阴极材料的研
究进展课件Solid State Ionics ,176 (2005)2555-2561
Seminar II
参考文献
14. Z.H.Bi et al Electrochem. Solid state lett. 5(7) (2002) A173 15.S.P.Simner et al, Solid State Ionics ,161 (2003)11-18 16. S.P.Simner et al,Journal of power sources,113 (2003)1-10 17.A.Mai et al, Solid state Ionics,176 (2005)1341-1350 18.F.Tietz et al, Journal of power sources,156 (2006)20-22 19. 段枣树，硕士论文，新型阴极材料BSCF在IT-SOFC中的应用。 第三章，25-26 20. Z.P.shao,S.M.Haile nature 417 (2004)170-173 21.Z.S.Duan, et al, Journal of power sources, (2006) in press
中温固体氧化物燃料电池阴极及质子导体电解质材料的性能研究
摘要I中文摘要中温固体氧化物燃料电池阴极及质子导体电解质材料的性能研究燃料电池（FC ）是一种直接将化学能转化成电能的电化学反应器，固体氧化物燃料电池（SOFC ）因具有全固态、能量转换效率高、低污染和燃料适应性广等优点而备受关注。
传统的SOFC 操作温度约为1000℃，高温操作导致燃料电池系统的启动成本增加，连接体、封装材料的选择要求严苛以及电池部件之间的化学反应导致电池的性能迅速衰减。
为拓宽材料的选择范围，降低SOFC 的成本，大量的基础研究致力于将SOFC 的操作温度降低至中低温(500-800℃)。
然而，降低操作温度导致阴极材料的界面极化电阻和电解质的欧姆电阻急剧增大，限制了SOFC 的实用性。
因此,开发高性能的SOFC 阴极和电解质材料是加速SOFC 实用化的必然要求。
本文旨在深入研究高性能的SOFC 阴极和电解质材料,为促进SOFC 的发展提供有益的思路。
本文致力于中温SOFC 阴极和电解质材料两方面的研究。
其一，开发高性价比、与电池部件具有良好的化学兼容和热循环稳定的阴极材料，在研究阴极材料的物性基础上利用其组装成电池，并测试其功率输出。
其二，基于质子导体电解质材料具有高离子迁移率和对燃料气体无稀释的优点，通过Sm,Nd 双掺杂BaCeO 3制备BaCe 1-2x Sm x Nd x O 3-δ(简记为：BCSN)电解质，研究其掺杂浓度对电解质的物相结构、烧结特性、离子电导率和活化能的影响，并利用其组装成单电池，测试其在中温范围内电池的功率输出。
层状钙钛矿氧化物LnBaCo 2O 5+δ因具有高氧表面交换系数和扩散系数，有希望成为SOFC 阴极候选材料。
但该类材料具有高热膨胀系数导致热循环稳定性差的缺点限制了其实际应用。
通过Sr 部分取代A ´位Ba 以及Cu 部分取代B 位Co ，平衡阴极材料的电催化活性和热稳定性，利用溶胶-凝胶法制备出单相层状钙钛矿LnBa 0.5Sr 0.5CoCuO 5+δ(Ln=Pr,Sm)（简称：PBSCCo,SBSCCo ）阴极。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
固体氧化物燃料电池阴极材料的研究进展化学化工与材料学院贲舜格20080154摘要: 固体氧化物燃料电池具有高温运行直接分解燃料气体，化学和热稳定性好, 不存在电解质失效及使用液体电解质带来的密封等问题，综合效率高,热利用率可达80%以上特点成为近年来燃料电池方面的重点研究方向。
固体氧化物燃料电池的阴极材料要求具有较高的电子电导率和离子电导率，高的催化活性以及良好的相容性。
就目前的研究所发现的阴极材料主要有金属、金属陶瓷复合阴极材料和钙钛矿结构的氧化物材料等。
正文：燃料电池可以把燃料的化学能直接转化为电能。
阴极的电子电导率越高,电子传输过程中的电阻损失就越低,足够的氧离子电导率则会提高表面反应和离子扩散能力，阴极材料起着催化剂的作用,它要将氧分子的共价键打开,因此必须具有足够高的氧还原催化活性,这与阴极材料的化学组成和阴极微结构有关。
良好的相容性可以使得阴极在室温和电池操作及制备的温度范围内,与相邻组件(电解质、连接体等)之间应无化学反应、无明显的互扩散,并且有相近的热膨胀系数。
目前所发现符合上述几点要求的阴极材料主要有金属、金属陶瓷复合阴极材料和钙钛矿结构的氧化物材料等。
1.金属、金属陶瓷复合材料金属Pt是早期研究中使用的一种阴极材料,除Pt外,适合作阴极材料的贵金属还有Pd、Rh等。
因为其价格关系，这些金属适合在实验室中使用，抗腐蚀，槽压稳定。
K·Sasaki等采用真空高能球磨法制备了陶瓷基材料金属Sc0.10Ce0.01Zr0.89O2 (SSZ) ,其中Pt、Pd、Rh和Ag及其合金被用作电子导电相。
该材料与电解质Y2O3掺杂的ZrO2。
(YSZ)配合使用,显示了较好的阴极活性。
Pt—SSZ阴极材料在700 ℃下、Pt 含量为40 mg/ cm2时的界面电导率可达617S/ cm2。
用一定质量比的Pt—Ag 合金取代Pt 所得的复合材料,性能有所提高,在700 ℃下的界面电导率为12 S/ cm2。
合金(Pt—Ag、Pd—Ag) / SSZ材料的阴极反应活化能比Pt/ SSZ材料的小。
人们对Ag复合材料进行了进一步的研究,发现用价格相对较低的Ag与Y2O3掺杂的Bi2O3( YDB)复合,可制得具有较好中低温性能的阴极材料;在Ag的含量达到约50 %时,极化电阻达到最小值1Ω·cm2。
若能开发出匹配的其他材料,这也是一种有前途的阴极材料。
2.钙钛矿结构的电极材料目前开发用于中低温固体氧化物燃料电池的钙钛矿结构阴极材料主要有：单掺杂的A1 -x Sr x BO3-δ(A = La、Sm、Dy、Gd；B = Mn、Co、Cu) 材料；以及双掺杂的A1-x A′xB1-y B′yO3 -δ(A= La、Sm、Nd、Pr、Gd ；A′= Ba、Sr、Ca；B、B′= Fe 、Co、Ni、Cu、Cr、Al、Ga) 材料两大类。
钙钛矿氧化物的化学式为ABO3是研究较多的固体氧化物燃料电池阴极材料。
B和O离子构成BO6八面体结构属于立方结构, Pm3m 空间群,而8 个BO6通过共用O 离子分布于立方体的8 个顶点上。
A 离子位于立方体的中心。
当采用低价元素对A、B位元素进行掺杂时,晶体无法通过阳离子变价达到电中性,因而只能产生O 离子空位即点缺陷,引起O 离子电导。
A 位元素一般为La 系稀土金属元素。
材料的电导率与 A 位元素密切相关,大小顺序为: Pr > La > Nd > Sm。
在A 位掺杂碱土金属,会明显提高其电导率,其中Sr 掺杂的电导率最高。
A 位元素同样会影响材料的过电位,不同 A 位稀土元素的阴极过电位顺序为: Y> Yb > La > Gd > Nd > Sm > Pr。
B 位一般为过渡金属元素,或若干种过渡元素的组合。
阴极的反应速率随 B 位过渡元素变化顺序为:Co > Mn > Fe > Cr。
2.1A1 -x Sr x BO3-δ阴极材料La1-x Sr x BO3-δ型阴极材料，常被用作中低温固体氧化物燃料电池阴极材料。
通过对其电荷传递电阻、电子传导率、与电解质材料相容性的研究，可以确定La1-x Sr x BO3-δ阴极材料中Sr的最佳用量。
Cr、Mn、Co、Cu、Fe几种过渡金属可分别取代La1-x Sr x BO3-δ中的B位置，从而制得不同钙钛矿型阴极材料。
Lee等对La1-x Sr x MnO3-δ电化学性能进行了研究，发现该阴极材料电导性和界面电阻随体系中Sr含量的增加而降低，当体系中Sr的含量为50 mo1 %时，其界面电阻值达到最小，电极活化能为1.761 eV，计算电容值为3.23×103 µF，因此这种电极材料较其它电极材料具有更宽的三相反应界面(TPB)。
La1-x Sr x CuO2.5-δ (LSCu)作为中低温SOFC阴极材料，显示出良好的电化学性能和较高的氧空位量，具有较高的结构稳定性和电导率。
Yu等研究了新型阴极材料La1-x Sr x CuO2.5-δ(0.15≤x≤0.3)，发现在600 ℃时LSCu的电导率为600 S/cm，在800 ℃时则为800 S/cm。
当电流密度为100 mA/cm2时，在850 ℃和750 ℃下的阴极超电势分别为3.8 mV和10.6 mV。
在800 ℃时La0.7Sr0.3CuO2.5-δ在各种组成的LSCu中有最低的阴极超电势，在电流密度为150 mA/cm2和200 mA/cm2时，阴极超电势分别为10 mV和12.6 mV。
La1-x Sr x CoO3-δ(LSC)在很宽的温度范围和氧分压下，热力学性质稳定，同时具有很高的电子、离子导电性，在以Ce0.8Gd0.2O2-δ(GDC)，Ce0.8Sm0.2O2-δ(SDC)为电解质的SOFC中作阴极材料有很高的活性。
Inagaki等以由高温热解法制得的La0.6Sr0.4CoO3-δ作为阴极，采用0.5 mm 厚的La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-(LSGM)作为电解质，以Ni-SDC作为阳极，在800 ℃下，电池的功率密度δ达到了470 mW/ cm2。
采用高温热解的方法制备LSC阴极粉，有效的降低了阴极极化，在300 mA/cm2的电流密度下，阴极超电势仅为25 mV。
Sm1-x Sr x CoO3-δ(SSC)是最近发展起来的一种新型阴极材料，它的催化活性要高于LSC。
致密的SSC比LSC在同等条件下的过电位低50 %，两者的速控步骤都是电极表面的吸附、脱附步骤，但SSC速控步骤的速率常数比LSC 大1个数量级。
而且SSC多孔电极可以通过添加掺杂的氧化铈来增大SSC 的增长压力，维持孔隙率并增大三相界面。
在操作温度为500 ℃的SOFC 中，SSC作为阴极材料取得了很好的效果。
各种组成的SSC电导率略大于100 S/cm，峰值达到1820 S/cm。
在298～1273 K的温度范围内，SSC材料的膨胀系数为(16～24)×10-6K-1)，不随Sr掺杂量发生变化。
Xia等研究了Sm0.5Sr0.5CoO3-δ阴极，通过将离子导电相SDC加入SSC构成SSC-SDC复合阴极，降低了阴极SSC与电解质SDC的界面阻抗。
最佳加入量为30 %(wt，下同) SDC时，SSC与SDC在600 ℃时的界面阻抗由2 Ω·cm2下降为0.18 Ω·cm2，并且表现出了高的氧还原催化活性。
2.2A1-x A′x B1-y B′y O3-δ阴极材料该类材料的研究多集中于Ln1-x Sr x Co1-y Fe y O3-δ(Ln=La、Ba、Nd、Sm和Gd)系列，在600～800 ℃时，所有样品电导率高于100 S/cm，其中，Nd0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ的电导率高达600 S/cm，并且与Ce0.9Gd0.1O2-δ(CGO)电解质具有良好的化学相容性，但此种材料的机械性能较差，有待于进一步提高。
La1-x Sr x Co0.2Fe0.8O3-δ(x=0.2～0.4)(LSCF)阴极材料具有较高的电子、氧离子传导能力，在600～800 ℃范围内的总电导率为200～300 S/cm，在低于900 ℃下具有很好的催化活性，而且它与掺杂氧化铈电解质的相容性较好，通过调整Fe的掺杂量，二者的热膨胀系数也比较接近。
为了有效的降低界面阻抗，提高离子、电子导电率，可以向阴极材料中适当加入电解质相。
Ga掺杂化合物的化学和结构稳定性较好。
S.Lee等用Ga掺杂的研究表明，相对于含Co的化合物，La0.7Sr0.3Ga0.6Fe0.4O3-δ中的氧渗透量受到了限制。
但当把La0.6Sr0.4CoO3-δ修饰到La0.7Sr0.3Ga0.6Fe0.4O3-δ阴极材料上，电极表面的氧渗透量却得以提高。
Z.P.Shao等用Ba全部取代A位元素，合成的立方钙钛矿Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ(BSCF)阴极材料，具有较低的氧扩散活化能[(46±2) kJ/mol]，氧空位扩散速率(775 ℃时为713×10-5cm2/s；900 ℃时为1.31×10-4cm2/s)比其它阴极材料在同等条件下高2～200倍。
该材料可以在500～700 ℃范围内很好的工作，在以SDC为电解质的体系中，500 ℃时，界面阻抗为0.135 Ω·cm2；600 ℃时仅为0.021 Ω·cm2。
在以H2为燃料时，燃料电池的功率密度在600 ℃和500 ℃时分别为1010 mW/cm2和402 mW/cm2。
同时，BSCF对丙烷也有很好的催化活性，在575 ℃时最大功率密度为391 mW/cm2。
Yasumoto 等研究了(La,Sr) (Co,Cu)O3–δ(LSCC)阴极，在800 ℃下空气中，LSCC的界面电导率为15.32 S/cm2。
尽管它的电导率较LSC 低，但其电极活性较LSC 要高。
荆波等研究了La0.7Sr0.3Co1-x Cu x O3-δ系列阴极材料粉体。
结果表明，Cu的掺杂降低了(La,Sr)CoO3-δ体系阴极材料的热膨胀系数，在x=0.05时电导率略高于未掺Cu 的样品。
以La0.7Sr0.3Co0.95Cu0.05O3-δ为阴极、SDC为电解质组成的SOFC单电池，在850 ℃最大短路电流密度达511 mA/cm2，最大输出功率密度约为106 mW/cm2。
Chen等研究了Ln0.6Sr0.4Co0.8Mn0.2O3-δ(Ln=La、Gd、Sm和Nd)阴极材料系列，发现它们与GDC电解质有良好的化学相容性，在500～800 ℃范围内，阴极极化过电势较低。