钙钛矿型氧化物材料的通式为ABO₃。通常说来，A阳离子大于B阳离子。在原型中，A阳离子的氧化态为+2价，B阳离子的氧化态为+4价。这些材料包含3种不同类型的离子，由于3种不同的缺陷形成的活化能，3种离子都具有自身的平衡缺陷浓度，与电中性的约束性一起，构成了多样并且具有潜在用途的缺陷化学，特别是考虑到不同氧分压空气中^［13］的电子导电、空穴导电和离子导电。

通常情况下，钙钛矿型氧化物显示出优良的热稳定性和机械稳定性，其在1000℃以上仍保持稳定，因此SOFC的运行温度并不是问题。这种状况与镍—陶瓷形成了对比，镍—陶瓷中镍存在着烧结和结块的潜在危害。阳极与沉积在其上的致密电解质层显示出良好的物理和机械相容性也是很重要的。通常选择YSZ为电解质，尽管仍有人对于电解质材料的替代品如镓酸镧感兴趣。电池组参数和热膨胀系数的测试结果表明，通常情况下，钙钛矿显示出与该电解质材料存在良好的相容性。一些钙钛矿在与燃料电极接触的还原环境中，也显示出稳定性，一些特定的钙钛矿也显示出作为SOFC阳极实际所需的离子和电子导电水平。

含过渡金属的钙钛矿型化合物受到了特别的关注，由于其具有多种氧化态，从而可促进电催化过程，并提供电子导电机制。例如，在还原气氛中，过渡金属离子转化为较低的氧化态，有效地将电子释放到电流中。这些物质的典型例子有钛、铌和钒。在还原条件下SrNbO₃具有10⁴S cm^-1的电子电导率^［14］，Petric报道在类似条件下，SrVO₃的导电性为10³cm^-1［15］。但是，研究还发现这些化合物不能在空气中制备，并且其在燃料电极条件下的稳定性也存在问题。与电子导电的增加一样，由于还原反应中氧空位的形成，氧离子将有助于增加导电性，即

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通过采用这种方式提高内在氧空位的浓度，增加可利用的跃迁位。空位增加促进了晶体内的氧运输，因此提升了氧离子导电的潜能。这些氧空位与B位离子的配位在决定迁移率时非常重要。通常B位离子是六配位八面体。如果对于特定过渡金属离子五配位或四配位适用，那么一定存在一个明显的氧化物离子导电机制，然而这不适于B位离子，如Cr(III)，因其采用六配位，如图8.2所示。

图8.2 通过比对在燃料条件下的稳定性及钙钛矿型氧化物中过渡金属减少配位数而出现氧空位导电能力对钙钛矿型氧化物的不同B位离子进行比较