随着能源危机和环境问题日益加重,为了保护环境和可持续发展,一系列的电化学反应为可持续能源转换和存储提供了方案。例如,利用产生电能的可再生能源,通过析氢反应（HER）来分解水,是一种可持续的制氢能源载体途径。电催化氧还原反应（ORR）和氢氧化反应（HOR）是质子交换膜燃料电池等能量转换系统的关键。贵金属,如铂及其合金,通常对某些反应具有良好的催化活性。然而,由于这些贵金属的稀缺、昂贵的成本和耐久性差等因素,它们的大规模商业化受到了很大的限制。作为可持续发展的无贵金属催化剂或贵金属合金,以及许多类型的贵金属含量极低甚至不含贵金属的材料,如核-壳铂合金、过渡金属化合物、碳基材料、单原子催化剂及其衍生物等,都是很有前景的电催化剂替代品。遗憾的是,通过现有方法合成的非均相催化剂大多具有较低的固有活性和耐久性。因此,开发一种绿色、经济的合成具有高电催化活性的多相催化剂的工艺是很有价值的。1)质子交换膜燃料电池已被报道为最有前景的化石燃料替代品之一。然而,阴极上受限的氧还原反应（ORR）动力学仍然是其商业化的主要瓶颈。首先我们采用采用牺牲模板和热解相结合的方法,在氮磷掺杂碳（NPC）上合成了粒径可控的单分散Pt P2纳米粒子（NPs）,在0.1 M HCl O4溶液,0.9 V下初始ORR质量活性和比活性分别为0.466 A mg Pt-1和0.438 m A cm-2。在3000次电位循环后,活性增加到0.724A mg Pt-1和0.508 m A cm-2,并在接下来的20000次循环中保持稳定,表现出一个相对商业化铂碳(0.098 A mg Pt-1和0.142 m A cm-2)的明显改善。经过验证Pt P2@NPC活性的提升和稳定是由于其表面自转化过程。Pt P2核壳结构的形成（Pt/Pt P2壳厚度约为1纳米）以及相应的几何和应力的影响显著提高了其催化效率和稳定性。同时,结合计算分析验证ORR的四电子路径也表明了我们催化剂的高选择性。核壳结构通过更低能垒的决速步骤和更低的d带值增强了ORR活性。2)通过简单可行的合成方法将超低Pt含量负载在Ni（OH）2表面形成Ni（OH）2@Pt纳米颗粒,并负载在功能化碳上,研究了其在酸性介质中作为氧还原反应（ORR）电催化剂的活性。通过改变Ni（OH）2表面Pt的含量来研究其对整个催化剂活性和稳定性的影响。修饰铂表面成分会导致其几何结构和电子结构的变化。P表面含量的减少会导致Pt-Pt压缩应变变强,并且降低Pt的d带中心。应变和d带中心与ORR活性和稳定性的相关性表现出火山图趋势,其中6wt%Pt催化剂显示出最高的活性和稳定性。使用旋转圆盘电极（RDE）测试获得的电化学结果显示,与市售Pt/C相比,其比活性和质量活性提高了约6倍,耐久性也同时提高了。这些结果表明,通过精确控制原子级催化剂的结构,可以得到具有较高活性和稳定性的新型电催化剂。