ماده هیدروکسیدی لایه ای فاز آلفا، نیترات هیدروکسید روی می باشد که به عنوان میزبان برای تشکیل ماده نانوهیبرید آلی-معدنی استفاده شد و آنیون های گالات و نیتروبنزوئات به عنوان مهمان با آنیون های نیترات ماده لایه ای جایگزین شدند. این مواد لایه ای با فلزات واسطه ای همچون ni، co، fe و alدوپ شدند. نانوهیبریدهای حاصل در دماهای مختلف تحت اتمسفر خنثی نیتروژن عملیات حرارتی شده و منجر به تولید مواد کربنی به همراه اکسیدهای فلزی شدند. سپس برای از بین بردن اکسید های فلزی حاصل، محصول اسید شویی شد. کاربرد ماده کربنی حاصل به عنوان الکتروکاتالیست در کاتد پیل سوختی پلیمری بررسی شد. آنالیزهای sem ,xrd ,ftir, edx برای بررسی مواد لایه ای اولیه و نانوهیبریدهای آن و آنالیزهای ولتامتری روبشی خطی، ولتامتری چرخه ای و کرونوآمپرومتری برای آنالیز الکتروشیمیایی کاتالیست ها (مواد کربنی) استفاده شد. ولتامتری چرخه ای برای نمونه کربن دوپ شده با آلومینیوم و نیتروژن نشان می دهد که این ماده فعالیت الکتروکاتالیستی مناسبی دارد. این در حالی است که پتانسیل های مدار باز بدست آمده از آنالیز lsv مقادیری در رنج v1-9/0 برای همه کاتالیست های فلزی غیر گرانبها نشان می دهد که این مقادیر به مقدار تئوری احیای پتانسیل استاندارد اکسیژن (v2/1) بسیار نزدیک می باشند.

نانومحلول های جامد al/zro2 وal -ni/zro2 و al-ni-cu/zro2 به روش سنتز هم رسوبی با استفاده از هیدرولیز نمک های زیرکونیوم، آلومینیوم، نیکل و مس در اتانول آماده سازی شدند. محلول های جامد تهیه شده دردماهای مختلف و تحت اتمسفر هوا عملیات حرارتی شدند.و نقش عملیات حرارتی در تثبیت فاز مونوکلینیک در دماهای مختلف توسط xrd بررسی شد. خواص فیزیکی و شیمیایی نانومحلول های جامد تهیه شده توسط آنالیزهای ftir ,uv-vis ,tem ,sem و edx مورد بررسی قرارگرفت. باتوجه به نتایج آنالیز xrdتثبیت فازمونوکلینیک در محلول جامد صورت گرفته و نتایج sem مورفولوژی کروی و یکنواختی اندازه ذرات رابرای نمونه های تهیه شده نشان می دهند. پودر های تهیه شده به منظور تولید مواد پایه آند پیل سوختی اکسید جامد، به روش تر و باتخلخل زای پلی اتیلن گلیکول مخلوط شده و توسط پرس هیدرولیک یکطرفه شکل دهی شدند و استحکام و دانسیته در آنها به مقدار بهینه رسید. دانسیته نسبی برای بهترین نمونه مقدار062/3 گرم برسانتی متر مکعب بدست آمد و تخلخل نمونه ها در حدود40-50 درصد محاسبه شد.

در این طرح پیش ماده هیدروکسید لایه ای فاز آلفای نیترات روی از ماده اولیه نیترات روی آب دار با استفاده از روش هم رسوبی سنتز شد. آنیون های سوکسینات و سالیسیلات به صورت ناکامل با آنیون های نیترات بین لایه های پیش ماده جایگزین شدند و نانوهیبریدهای آلی-معدنی روی تولید شد. با انجام عملیات حرارتی نانوهیبریدهای حاصل تحت اتمسفر خنثی مواد کربنی دوپ شده با نیتروژن به همراه اکسید روی حاصل از تجزیه حرارتی لایه های هیدروکسیدی تشکیل شد که برای خالص سازی مواد کربنی از اسید شویی بهره گرفته شد و مواد کربنی دوپ شده با نیتروژن، با درصد متفاوت نیتروژن تهیه شد. ماده کربنی سنتز شده نیز لایه ای بوده و دارای مقادیر بسیار زیادی از حفره ها بوده و از تخلخل بالایی برخوردار است. صفحات کربنی حاصل از عملیات حرارتی نانوهیبریدهای آلی-معدنی با ضخامتی کمتر از 100 نانومتر تولید شدند، به همین دلیل است که می توان این روش را جزئی از نانوفناوری دانست. همان طور که انتظار می رفت کربن سنتز شده حاوی نیتروژن یکنواخت پخش شده در سطح لایه ها بوده، که باعث تسهیل واکنش احیای اکسیژن در الکترود کاتد پیل سوختی پلیمری، انتقال بار بهتر و انجام سریع تر مجموعه این فرایندها می شود. این روش به خاطر ارزان بودن مواد اولیه و سادگی فرایند ساخت موجب کاهش قیمت پیل و حذف پلاتین از سیستم الکترود شده است. با توجه به تست های الکتروشیمیایی انجام شده، الکترودهای تهیه شده الکترواکتیو بوده و همچنین عاری از عناصر گرانبها است. مقدار ocp برای الکترودها در رنج 0/87 تا 1/04 ولت بوده و بیشتر از نمونه ی pt/c با مقدار ocp، mv/dec 0/86 می باشد. ضریب نفوذ به دست آمده از معادله کاترل و تست کرونوآمپرومتری برای الکترودهای تهیه شده مضربی از 7-10 و 8-10 می باشد. دانسیته جریان تبادلی به دست آمده از معادله تافل و تست ولتامتری خطی برای تمامی الکترودها مضربی از 5-10 می باشد که تقریبا با دانسیته جریان تبادلی پلاتین برابری می کند (رنج دانسیته جریان تبادلی پلاتین مضربی از 5-10 یا 6-10 و برای pt/c a/cm2 5-10×4 است) و همچنین شیب تافلی به دست آمده برای الکترودها در محدوده ی 5/mv/dec 14 تا mv/dec 44/2 است که کمتر از شیب تافلی الکترودهای حاوی پلاتین است (شیب تافلی برای الکترود pt/c مقدار mv/dec 88/4 است).