فناوری پیل سوختی به‌عنوان یک روش برجسته تولید انرژی است و به دلیل کم‌ترین تأثیر مخرب زیست‌محیطی آن در مقایسه با سوخت‌های فسیلی، توجه زیادی را به خود جلب کرده است. چالش‌های موجود در این فناوری مربوط به هزینه‌های ساخت و چگالی انرژی، به‌ویژه در مورد مواد کاتدی، است. پلاتین و آلیاژهای آن، انتخاب‌های مرسوم برای الکترودهای کاتدی، با محدودیت‌هایی مانند هزینه‌های بالا، کمبود منابع و پایداری کم مواجه هستند. برای پرداختن به این چالش‌ها، این مطالعه بر روی نانو چندسازههای مبتنی بر دی‌کالکوژنید فلزات واسطه به‌عنوان جایگزین‌های بالقوه برای پلاتین تمرکز دارد. این رساله به ساخت و بررسی خصوصیات الکتروشیمیایی الکتروکاتالیزورهای مبتنی بر این دسته از مواد از جمله MoS2، VS2 و SnS2 و آلایش آن‌ها با یون‌های فلزی، با تمرکز بر کاربرد آن‌ها به‌عنوان مواد کاتدی در پیل‌های سوختی می‌پردازد. تأثیر آلایش شیمیایی بر رفتار کاتالیزوری مواد به‌طور سامانمند بررسی می‌شود. علاوه بر این، دی‌کالکوژن‌های آلاییده با موادی مانند نانولوله کربنی، نانو صفحات گرافن و اکسید دوفلزی به‌منظور بهبود هرچه بیش‌تر عملکرد آن‌ها ترکیب می‌شوند و اثرات فردی و هم‌افزایی آن‌ها بررسی می‌شود. هدف اصلی ارزیابی این نانو چندسازه‌ها افزایش عملکرد کاهش اکسیژن در کاربردهای پیل سوختی است. روش‌های سنتز به کاررفته در ایجاد این نانو چندسازههای متنوع، با تأکید بر ویژگی‌های منحصربه‌فرد ارائه‌شده توسط هر دی‌کالکوژن فلزی مورد بحث قرارگرفته‌اند. تحلیل‌های ساختاری و ریخت‌شناسی، با استفاده از تکنیک‌هایی مانند پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی، معماری‌های پیچیده‌ای را نشان می‌دهد که از طریق آلایش شیمیایی و ترکیب با مواد دیگر شکل‌گرفته‌اند. مشخصات الکتروشیمیایی نانو چندسازه‌ها در مورد فعالیت کاهش اکسیژن از طریق تکنیک‌های ولتامتری چرخه‌ای، الکترود دیسک دوار و طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی به‌طور سامانمند ارزیابی می‌شود. به‌طور خلاصه، این رساله یک مطالعه جامع در مورد ساخت و خصوصیات الکتروشیمیایی مواد مذکور ارائه می‌دهد و بینش‌های مهمی را در مورد پتانسیل آن‌ها به‌عنوان مواد کاتدی در پیل سوختی ارائه می‌دهد.
