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随着能源危机和环境污染等全球问题的进一步加剧,研究人员致力于探索和有效利用可再生能源,以替代传统的化石燃料。同时,将间歇性可再生能源与先进的能量转换和存储设备（例如水电解槽、金属空气电池和燃料电池）集成,可以使它们更易于调度并提高效率。根据报道,氧还原反应（ORR）和氧析出反应（OER）速率是决定可充电金属-空气电池和可再生燃料电池转换效率的关键,因此,迫切需要找到一种高效稳定的氧催化剂以促进其缓慢的动力学反应过程。贵金属基催化剂如Pt/C和Ru O2等具有高的催化活性,但其高成本、稀缺性以及较差的稳定性会限制相关器件的大规模使用。钙钛矿型氧化物由价格低廉、储量丰富的元素组成,且具有独特且稳定的晶体结构,在电催化领域中已经初步表现出出色的催化活性及稳定性,因此钙钛矿型氧化物被认为是一种极具应用前景的催化剂。然而,传统方法制备的钙钛矿比表面积小,且部分钙钛矿在常温下导电性较差,导致其催化活性受限。为了进一步提高钙钛矿型氧化物的催化性能,本文采用形貌调控以及与导电碳的原位杂化技术对钙钛矿氧化物进行了优化,以提高其作为氧电催化剂的催化活性及稳定性,具体分为两部分:（1）有报道指出钙钛矿氧化物LaMnO3+δ因拥有接近1的eg电子填充数而具有高的ORR本征活性,但传统方法制备的LaMnO3+δ比表面积小且孔隙率低,导致其表观/质量活性受限。为此,本课题通过聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）模板法制备出一种具有三维有序大孔结构的LaMnO3+δ（3DOM-LM）,通过塑造有序连通的多孔结构,有效增加了反应的活性位点。氮气吸脱附实验表明,所制备的3DOM-LM具有高达20.328 m2 g-1的比表面积和0.126 cm3 g-1的孔容积。旋转环盘电极（RRDE）性能测试表明,3DOM-LM的起始电位和半波电位分别为0.827和0.686 V vs.RHE,氧气扩散极限电流密度高达5.90 m A cm-2,均优于对比样品Bulk-La Mn O3（Bulk-LM）和PEG-La Mn O3（PEG-LM）。此外,3DOM-LM拥有接近4的电子转移数,并在长时间工作后展现出优异的电化学稳定性。通过进一步的锂-氧气电池测试表明,相比纯碳电极,通过添加3DOM-LM作为氧催化剂可以有效地提高首次放电容量,同时缩小充放电压间隙,提高库伦效率。该项工作表明,通过合理优化微观形貌可以有效提高以LaMnO3+δ为代表的钙钛矿型氧化物的催化性能。（2）其次,本文开发了一种新颖的“固液共纺法”制备出了LaCoO3钙钛矿与氮掺杂碳的杂化结构（LCNP@NCNF）,并成功将其用作锌-空气电池的双功能氧催化剂。在所制备的一体化结构中,具有良好结晶度的LaCoO3纳米颗粒均匀地分布在介孔氮掺杂碳纳米纤维中,LCNP@NCNF的比表面积高达183.3 m2 g-1,孔容积为0.164 m3 g-1。电催化性能测试表明,与采用物理混合方法制备的LCNP/NCNF相比,LCNP@NCNF具有更好的催化活性和电化学稳定性,并且在锌-空气电池测试中表现出更出色的电化学性能（更小充放电压间隙（～0.95 V）和更持久的循环稳定性）。LCNP@NCNF电催化活性的增强可归因于LaCoO3钙钛矿与氮掺杂碳之间的协同作用。