在未来50年，开发和使用经济、洁净能源是21世纪能源科技的主题。固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种洁净、无污染、高效的能源系统，而固体氧化物电解质(氧离子导体)是其最重要组成部分。传统固体电解质氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)在1000℃时才具有较高的离子电导率，而高温会给SOFC技术带来一系列问题：例如材料的老化，组元之间的相互扩散等。因此迫切需要开发在中温条件下(600-800℃)具有良好性能的固体电解质。在本论文中，我们对新型固体氧化物电解质La2Mo2O9，La3MMo2O12(M=In，Ga，Al)以及双钙钛矿结构氧化物的电学性质和导电机理进行了研究。通过该研究工作，希望进一步完善离子与电子传导机理，解决中低温条件下离子电导率较低的问题，并且开发新型固体电解质材料。　　 影响燃料电池使用效率的因素之一是氧离子电导率的高低。在本论文中，通过对氧离子导体La2Mo2O9进行稀土离子掺杂，基本实现了氧离子电导率的提高，并且抑制了材料在高温时的相变，从而减弱了相变温度时的热膨胀现象。其中，La1.6Nd0.4Mo2O9的电导率最高。800℃时，它可以在氧气和氮气中(PO2≈10-3大气压)稳定存在。通过不同温度、不同氧分压条件下的电导率及温差电势测试，建立了晶体中的缺陷模型，利用小极化子跃迁机理解释了低氧分压条件下电子的传导。　　 利用孤对电子取代(LPS)概念，在四元体系中合成了新型氧离子导体La3MMo2O12(M=In，Gg,Al)。通过X射线衍射、热膨胀系数、直流和交流阻抗谱测试，发现这些化合物具有相似的晶体结构，并且在不同温度下发生了可逆相转变。化合物的电导率按如下顺序逐渐减小：La3GaMo2O12>La3AlMo2O12>La3InMo2O12，表明晶胞体积在离子传输过程中起着重要的作用。其中，La3GaMo2O12的电导率略高于传统的固体电解质8YSZ(8mol％Y2O3+92mol％ZrO2)。为了进一步改善化合物的电学性质与机械性能，通过碱土金属离子与过渡金属离子共掺杂取代的方法合成了一系列离子导体。碱土金属离子可以抑制化合物的相变发生，而过渡金属则提高了化合物的电导率。　　 作为固体电解质的钙钛矿结构氧化物引起了人们极大的兴趣。本文通过传统的高温固相反应，制备了过渡金属离子(Zn2+，Cu2+，Co2+)掺杂的Sr2FeNbO6双钙钛矿化合物。发现不同的掺杂离子产生了不同的导电机制，最为有趣的是铜离子的引入大大提高了离子电导率，从而产生了新的系列氧离子导体Sr2Fe1-xCuxNbO6-x/2。通过离子阻塞效应对化合物的离子迁移数进行了测试，在565℃时，化合物的离子迁移数大于0.99。此外，铜离子掺杂化合物的热膨胀行为与电极材料的热膨胀非常相似，在高温时具有较高的机械匹配性。而其它金属离子(Zn2+，Co2+)的掺杂则提高了化合物的p型传导。尤其是钴离子，它使材料的电导率提高了将近三个数量级。通过对Sr2FeNbO6进行钴离子掺杂，笔者发现了一种新的双钙钛矿结构化合物Sr2CoNbO6-δ。它在800℃时电导率达到3.8 S.cm-1。Rietveld精修表明此化合物晶胞为立方对称结构，空间点群为Fm3m(225)。　　 首次研究了双钙钛矿化合物Sr2CrNbO6的电学性质和化学稳定性。对其还原产物的X射线衍射数据及热重行为进行了分析，发现这种材料在高温、强还原条件下具有较强的化学稳定性。Sr2CrNbO6的电导率随氧分压的减小而呈现不明显的变化，我们认为这是由慢速的动力学平衡反应造成的。