本论文选择Ba_xCe_0.8RE_0.2O_3-α（x=0.98，1，1.03；M=Gd，Dy）两个系列作为研究对象，用高温固相反应法合成了两个系列6个高密度固体电解质陶瓷样品，作为比较，用溶胶—凝胶法合成了Ba_1.03Ce_0.8Gd_0.2O_3-α样品，其中，具有非化学计量组成的样品均为首次合成。用粉末X射线衍射仪鉴定它们的结晶相；在（600～1000℃）范围内，以烧结体作为电解质隔膜，多孔性Pt黑为正、负电极，Pt-Rh合金网为集电极，分别组成氢浓差电池、氧浓差电池及氢—空气燃料电池并测定了它们的性能，研究了不同气氛下样品的离子导电特性及影响燃料电池性能的因素。结果表明：两个系列的陶瓷样品均为斜方晶钙钛矿型结构；在测试温度范围内湿润氢气气氛中均为良好的质子导体，Ba_xCe_0.8Dy_0.2O_3-α系列几乎是纯粹的质子导体，Ba_xCe_0.8Gd_0.2O_3-α系列质子导电性较前者弱；在测试温度范围内干燥空气或氧气气氛中都是电子空穴和氧离子的混合导体；氢—空气燃料电池具有稳定的放电性能，总体看来，Ba_xCe_0.8Dy_0.2O_3-α系列的燃料电池性能优于Ba_xCe_0.8Gd_0.2O_3-α系列。溶胶—凝胶法合成的Ba_1.03Ce_0.8Gd_0.2O_3-α质子导电性差于固相法合成的样品，而氧离子导电性和燃料电池性能明显优于固相法合成的样品。其中BaCe_0.8Gd_0.2O_3-α的电学性能最高，在1000℃下，其短路电流密度和最大输出功率密度分别为340mA·cm^-2，84mW·cm^-2。