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为了实现人类的可持续发展,环境友好型的新能源因为其经济、高效、洁净等优势成为是21世纪世界能源科技关注的焦点和主题。目前电解水制氢这种电化学能源存储与转换技术,是解决环境问题的根本途径。氧析出反应（OER）作为电解水反应的限制因素更是引起学术界广泛关注。于是,开发高效、稳定、廉价的催化剂成为当下研究热点。但是,当下的OER催化剂活性及稳定性有待提高,以增强其实际使用价值。目前,钴基钙钛矿氧化物催化剂具有良好的催化性能,本文以锶钴基钙钛矿氧化物为对象,采用两种宏观调控策略进行改性,开发出活性位点多、电子传输能力增强、本征活性提高的催化剂材料。一种是通过碳酸盐在Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ（BSCF）的原位生长,以实现比表面积的增大和电子传导的加快从而促进催化性能的提高,另一种是控制不同元素的掺杂来调节最佳电子状态,提高钙钛矿材料的氧空位,增强催化剂的OER性能,并考察了性能优良的材料在全解水装置中的能量转化效率。主要成果包括以下三个部分:1、采用简单的热处理方式,将碳酸盐修饰在BSCF钙钛矿表面,并考察了复合物催化剂的相结构、形貌、性能、稳定性,并解释了催化活性差异的原因。具体过程:在二氧化碳氛围中,对Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ（BSCF）高温烧结,温度分别为500℃、600℃和700℃,成功制成了碳酸盐修饰钙钛矿的复合物,即BSCF-X（X=500,600,700）电极。将其作为OER催化工作电极,经过比较,BSCF-600展现了极好的催化性能。BSCF-600催化电极起始过电位为240 mV,在10 mA cm-2的电流密度下,过电位为357 mV,塔菲尔斜率为63 mV dec-1。除此之外,BSCF-600还展现了最好的本征活性和质量活性,分别等于5.04 mA cm-2cat和74.14 A g-1cat。另外,在碱性溶液中,BSCF-600电极可以维持1.61 V电位长达800分钟,这超过了BSCF和贵金属氧化物IrO2。最后探索了BSCF-600性能优化的原因,包括更大的电化学表面积、更快的电荷转移速率、更大的电导率以及Co2+在晶体结构的含量的增多。2、采用乙二胺四乙酸-柠檬酸法,对SrCoO3钙钛矿氧化物的A、B位完成元素掺杂,对其结构、形貌、性能以及稳定性进行研究,并分析了催化性能变化的原因。具体内容:以SrCoO3为母体材料,在A位掺入定量的K;B位掺杂不同量的Fe,成功合成一系列Sr0.9K0.1FexCo1-xO3-δ钙钛矿氧化物,即SKFC电极。通过研究结果比较,Sr0.9K0.1Fe0.3Co0.7O3-δ（SKFC-37）的本征活性和质量活性分别等于7.10 mA cm-2cat和43.103 A g-1cat,超过了同系列的其他材料。另外它的起始过电位为235 mV,在10 mA cm-2的电流密度下,过电位为365 mV,塔菲尔斜率为70 mV dec-1。与同系列的SKFC催化剂以及经典的钙钛矿BSCF和贵金属氧化物IrO2对比,SKFC-37的OER性能突出。之后,进一步研究了催化剂在碱性溶液中稳定性,通过多种考察方式,包括加速耐久性测试、循环伏安法以及计时电位法,都证实了SKFC-37的稳定性更好。最后,就催化性能变化的原由展开了全面的分析,主要归功于更快的离子转移速率、更大电化学表面积、氧空穴生成以及B位金属离子结构的改变。3、采用色谱仪和电化学工作站组合测试,气体样品采样时机是在电势控制实验中反应开始的第10 min和稳定性测试中开始的每10 min,用气相色谱（GC）进行产物分析。全解水过程由电化学工作站控制并采集有关电化学数据。将催化剂担载在1*1 cm2的碳纸上作为阳极,担载量为4 mg cm-2,将铂片作为全解水设备的阴极,阴极和阳极置于1M的KOH电解质溶液的密闭电解池中组成全电池装置。采用即时电位法（CP）,即设定在电流密度不变,采集电压和时间的变化情况。与基准对比催化剂贵金属氧化物IrO2相比,BSCF-600和SKFC-37催化剂的制氢速率提升,能量转换效率提升10%左右。