به دلیل افزایش آلودگی هوای کره‌ی زمین در سال‌های اخیر، هیدروژن ‌به‌عنوان حامل انرژی توجه ویژه‌ای را به خود جلب کرده است. هیدروژن یک حامل انرژی پاک و انعطاف‌پذیر است که می‌تواند برای تأمین انرژی و گرما در صنایع مختلف مورداستفاده قرار گیرد و از دو منبع سوخت‌های فسیلی و الکترولیز تولید می‌شود. الکترولیز ‌به‌عنوان پاک‌‌‌ترین روش تولید هیدروژن خالص با استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر شناخته‌شده است. به‌طورکلی، یک حامل انرژی مطلوب و رضایت‌بخش باید همواره در دسترس باشد و اتلاف انرژی قابل‌توجهی نیز به همراه نداشته باشد. هیدروژن تولیدشده به روش الکترولیز می‌تواند گزینه‌ای عالی برای ذخیره‌ی مقدار زیادی انرژی باشد. در حال حاضر هیدروژن بالا‌‌ترین چگالی جرمی مخصوص انرژی را در بین تمام سوخت‌های شناخته‌شده دارد. در فرایند الکترولیز آب، گاز اکسیژن از طریق اکسایش آب در آند و همچنین گاز هیدروژن از طریق کاهش یون هیدروژن در کاتد، آزاد می‌شوند. به‌این‌ترتیب، بازده تولید هیدروژن نه تنها به نوع الکتروکاتالیست مورداستفاده در کاتد بستگی دارد، بلکه به میزان زیادی به شرایط حاکم بر نیم‌واکنش آندی و الکتروکاتالیست مورداستفاده در آن نیز وابسته است. هدف از انجام این رساله، طراحی، ساخت و ارزیابی الکتروکاتالیستی مبتنی بر فلزات نجیب ایریدیوم و روتنیوم است که بتواند در محیط اسیدی و شرایط سخت (pH پایین و پتانسیل بالا) واکنش آزادسازی اکسیژن، کارایی بالایی را به همراه پایداری مطلوب تأمین نماید. در اولین گام، پس از بهینه‌سازی مراحل مختلف ازجمله انتخاب درصد وزنی بهینه‌ی کاتالیست نسبت به بستر، بهینه‌سازی زمان قرار-گیری جوهر کاتالیست در حمام فراصوت و بهینه‌سازی مقدار جوهر کاتالیست برای بارگذاری بر روی الکترود کار به تهیه‌ی کاتالیست‌ها پرداخته شد. الکتروکاتالیست‌ها متشکل از 80 درصد وزنی از اکسید فلزات نجیب شامل ایریدیوم و روتنیوم و مخلوط این دو با نسبت 60:40 ایریدیوم اکسید به روتنیوم اکسید، بر روی بسترهای نانو ذرات و نانولوله‌های تیتانیوم اکسید ساخته شدند. بسترهای نانو ذرات تیتانیوم اکسید 25 P و نانولوله‌های تیتانیوم اکسید تهیه‌شده به روش الکتروشیمیایی به‌منظور ساخت کاتالیست‌ها به روش آدامز-فیوژن اصلاح‌شده مورداستفاده قرار گرفته شدند.در این مطالعه، به‌منظور تجزیه‌و‌تحلیل جامع، کاتالیست‌ها به دو گروه تقسیم شدند. کاتالیست‌های مبتنی بر اکسید ایریدیوم در گروه اول و کاتالیست‌های متشکل از مخلوط اکسیدهای ایریدیوم و روتنیوم به گروه دوم تعلق دارند. به‌منظور شناسایی ساختار کاتالیست‌ها، از روش‌های مختلفی شامل الگوی پراش پرتوایکس، تصویربرداری میکروسکوپی الکترونی عبوری و طیف‌سنجی فوتوالکترونی پرتو-ایکس استفاده شد. ارزیابی فعالیت به روش‌های ولتامتری چرخه‌ای، ولتامتری روبش خطی و طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی صورت گرفت. ارزیابی پایداری به‌طور جامع به روش‌های ولتامتری چرخه‌ای و آزمون‌های کرونوپتانسیومتری و کرونوآمپرومتری انجام شد.نتایج ارزیابی فعالیت کاتالیست‌های سری اول، بار ولتامتری کل را برای IrO2/TNTبه میزان 1mC mgIr- 43/2958 نشان داد که تقریباً شش برابر مقدار مربوط به IrO2 بدون بستر است (1mC mgIr- 85/502). استفاده از بستر TNT برای IrO2 موجب شد تا فعالیت جرمی از 1mA mgIr- 25/25 برای IrO2 بدون بستر به 1mA mgIr- 42/109 برای IrO2/TNT در 60/1 ولت افزایش یابد. تصویرهای TEM کاهش میانگین قطر ذرات IrO2 را از 30/13 نانومتر به 90/7 نانومتر برای IrO2/TNTو نتایج آزمون‌های پایداری دوام بیشتر IrO2/TNT را نشان دادند. در ارزیابی فعالیت کاتالیست‌های سری دوم، بار کل و میانگین قطر ذرات IrRuOX/TNT به ترتیب 50/3647 میلی کولن بر میلی‌گرم فلز نجیب و 85/7 نانومتر و بار کل و میانگین قطر ذرات کاتالیست IrRuOX بدون بستر برابر با 00/1655 میلی کولن بر میلی‌گرم فلز نجیب و 92/12 نانومتر به دست آمد. کلمات کلیدی: الکترولیز آب با غشای تبادل پروتون، ایریدیوم اکسید، روتنیوم اکسید، کاتالیست، نانولوله‌های تیتانیوم اکسید، واکنش آزادسازی اکسیژن.