基于质子交换膜的固体聚合物电解质电解水制氢技术（PEM电解水技术）具有能效高、产氢纯度高、高压耐受性好、结构紧凑以及输入电力波动适应性强等优点,尤其适用于可再生能源电力电解制氢。目前限制PEM电解水技术产业化的主要因素为高成本（PEM,催化剂和双极板）以及析氧反应（OER）的高电位,尤其是昂贵的贵金属催化剂。针对这一问题,通过改进阳极催化剂IrO₂的活性和稳定性有利于提升催化剂的性能与耐久性,进而达到节约贵金属用量降低成本的作用。本文选取价格低廉、稳定性好、微结构可控性高的二氧化锡作为催化剂载体。针对其比表面积低、导电性差等不利于析氧反应（OER）的局限性,采用水热法,开展了Co掺杂对二氧化锡载体改性的研究。研究表明,Co掺杂可使所担载的IrO₂颗粒细化,显著增加了IrO₂组分的活性面积,同时加强掺杂的二氧化锡载体与IrO₂颗粒之间的强交互作用,降低了Ir的价态,提升了复合催化剂的活性和耐久性。其中20 at%的Co掺杂可使比表面积增大至131.92 m²·g^-1,使相应的复合催化剂40IrO₂/Co_0.2Sn_0.8O₂的导电性显著提升至1.17·10⁰ S cm^-1,且80℃下1 A·cm^-2运行时最低槽电压为1.748V,可得出Co掺杂对催化活性的增强效果显著。为了获得高稳定性和活性的析氧反应（OER）催化剂,本文采用表面改性/沉淀法合成了具有核壳结构的IrO₂@RuO₂析氧催化材料,该催化剂与商业RuO₂和无载体IrO₂的对比研究表明,核壳结构的IrO₂@RuO₂促使了两种氧化物的紧密接触,同时,覆盖RuO₂表面上存在的分散良好的纳米颗粒IrO₂,可以在界面电解质/催化剂处提供高浓度的活性位点,实现了RuO₂固有活性和IrO₂稳定性的协同效应,从而显示出最佳的活性。在单电池测试中,IrO₂@RuO₂具有较无载体IrO₂更低的槽电压,80℃下1 A·cm^-2时仅为1.653 V,在300 h的耐久性测试中,前者表现出更佳的稳定性。因此,本论文有助于合理设计高效稳定的SPE析氧电极。