具有离子-电子混合导电特性的钙钛矿结构氧化物（ABO₃）,尤其是La_0.2Sr_0.8Ti O_3+δ（LST）,是一种常用的固体氧化物电解池（SOEC）阴极材料。与Ni-YSZ等传统的易被氧化的金属基复合材料相比,陶瓷电极LST更加稳定,但其催化活性却远远不如金属基电极,电化学性能也因此受到限制。为了优化LST陶瓷电极的性能,本文通过在LST陶瓷电极表面原位生长金属纳米颗粒的方式构筑了陶瓷-金属的活性界面,以此提高陶瓷电极的催化活性,进一步提升以LST基陶瓷材料作为阴极的固体氧化物电解池直接电解CO₂的性能。本文首先在LST的B位分别掺杂Cr、Mn元素调控了陶瓷电极表面结构,并研究了表面结构改变后的氧空位浓度、电导率等变化并且进行了CO₂直接电解性能的比较,通过对比,可以得出Mn元素的氧化还原活性强于Cr元素,并在Mn掺杂的基础上研究了陶瓷-单金属界面的构筑对于LST基阴极材料的影响。在LST基阴极材料中掺杂Ni元素取代部分Ti元素,经过高温还原处理后Ni元素从晶格中原位析出,生成高效的纳米金属催化剂并锚定在LST基底上形成高活性的陶瓷-单金属界面,并通过SEM、TEM表征了该界面的存在。实验发现,活性界面引入后,LST基阴极材料的导电性能显著提升,在电解CO₂过程中相同外加电压下的电流密度、CO产率、电流效率也明显提高,电流效率更是几乎达到了100%。其次研究了含有陶瓷-合金活性界面的阴极材料,通过对比可以发现合金原位析出构成的界面性能明显强于单金属-陶瓷的界面,这反映了合金效应对于材料的有利影响。另外,还研究了表面活性与氧空位浓度以及界面活性与氧空位浓度及界面周长的关系。通过本课题的研究,为固体氧化物电解池的阴极提供了更好的材料。