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氢是一种能量密度高，无污染的可再生能源，一直以来备受关注。在众多制氢方法中，电解水制氢具有纯度高，无污染的特点，利用该方法制氢可将风能、太阳能等新能源储存，是一种非常有效的洁净的储能方法。利用固体氧化物电解池(Solid OxideElectrolysis Cells，SOECs)在高温电解水蒸气制备氢气，能有效地克服传统低温电解水制氢技术的缺点，实现氢气无污染高效的大规模生产。SOEC原理上是固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cells，SOFCs)的逆过程。目前主要存在燃料（阴）极附近的高蒸汽浓度，在电解质/氧（阳）电极界面的高氧分压和氧化锆基电解质存在电子传导等问题。 本课题主要采用流延、共烧、丝网印刷、浸渍等工艺针对氧电极在SOEC模式下运行存在的界面脱层和极化阻抗较大的问题，主要在以下3个方面进行了研究: (1) La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3(LSCF)/CGO氧电极材料的优化。为了防止LSCF阴极与YSZ电解质直接接触发生反应，在致密YSZ电解质上制备一层薄的多孔YSZ，再将CGO悬浮液浸渍在多孔YSZ中，优化了LSCF/CGO比例，电极烧结温度等。最后分别测试了其在SOFC和SOEC模式下的电化学性能。加多孔层后，在750℃，性能从90 mW cm-2增加到700 mWcm-2。 (2) Nd2NiO4+δ(NNO)氧电极材料的研究。采用溶胶-凝胶法合成NNO粉体，对其成相温度，热膨胀系数和电导率等基本性质进行表征，分别探索其与YSZ、SSZ、LSGM、CGO的化学相容性和不同氧分压下的阻抗谱。分别采用浸渍法和丝网印刷法制备对称阴极，优化NNO，大大降低极化阻抗至0.04Ω cm2。 (3)单电池电解性能的研究。以NNO-SSZ复合材料作为氧电极，分别制备两种不同支撑结构（NNO-SSZ/SSZ/Ni-YSZ活性层/Ni-YSZ支撑层结构和NNO-SSZ/SSZ/430L-YSZ-Ni-SDC/430L支撑层结构）的单电池。对于氢电极支撑的单电池，在800℃的功率密度为1.26 W cm-2，在电解模式下，1.3 V的应用电压和50％水蒸气浓度状态下，产生的电解电流密度为1.08Acm-2。同时探索了SOEC在700℃、0.37Acm-2、50％蒸汽浓度下的短期稳定性，结果表明无衰减迹象。对金属支撑的单电池，研究了温度和水蒸气浓度对其电解性能的影响，同时还探索了其在不同温度下的长期稳定性，在600℃，30％水蒸气浓度，166 mAcm-2的电解电流密度下运行330h，电解性能稳定。