通过一步电沉积法在碳布(CC)表面构建了镍钴双金属磷化物(NiCoP)与聚吡咯(PPy)复合的NiCoP/PPy/CC材料，并探究了吡咯的添加量对材料形貌、结构以及性能的影响。当吡咯的浓度为3 mol·L^-1时制备的NiCoP/PPy/CC-3电极的电化学性能最佳，其在三电极体系中表现出较好的电化学性能，在4.0 mA·cm^-2的电流密度下，该电极的面积比电容为1 068.11 mF·cm^-2，对应的质量比电容为508.62 F·g^-1，并且在8.0 mA·cm^-2的电流密度下进行6 000次循环后的电容保持率为90.1%。将该电极应用于柔性非对称超级电容器中，该柔性器件可实现180°的弯折，并且在8.0 mA·cm^-2的电流密度下进行10 000次循环后，器件的初始比电容仍保持88.6%。此外，将2个非对称超级电容器串联可以有效地点亮发光二极管(LED)。

本实验通过碳布担载PtBi自支撑电极的制备、表征及电氧化应用，促进“科教融合”，实现创新型人才培养。通过该实验，学生既能更好地理解物理化学中电化学装置和能量转化的内容以及催化剂性能评价指标，激发学生的科研兴趣，又能掌握纳米材料的制备、表征、电化学测试等基本实验技能，培养学生的科学素养，提高学生利用电化学及动力学内容分析性能数据、理解电氧化反应过程及电极过程的能力。

开发低成本、高效和稳定的电催化剂对于加快水分解中的析氧反应(OER)速率，实现可再生、清洁和大规模能源转换技术至关重要。在本文中，我们开发了一种简单的方法来制备钴镍双金属沸石咪唑框架(CoNi-ZIF)，通过低温热解去除客体分子将CoNi-ZIF纳米片牢固地负载到碳布(CoNi-ZIF-CC-200)上。组装的独立电极避免了对粘合剂的依赖和无效表面积的增加，从而显著提高了催化剂的催化活性和传质效率。电化学测试结果表明CoNi-ZIF-CC-200独立电极在OER过程中表现出良好的电化学活性和稳定性。CoNi-ZIF-CC-200独立电极在10 mA∙cm⁻²下表现出255 mV的低过电位，并且在恒电位测量过程中保持10 h以上的稳定运行。此外，由CoNi-ZIF-CC-200独立电极作为阳极和Pt/C作为阴极组成的水分解系统表现出优异的稳定性。

铜基电催化剂在CO₂还原反应(CO₂RR)中产高附加值产物的潜力巨大，是实现碳负排放的一种很有前景的途径。同时，安培级电流是实现多碳(C₂₊)产业化的关键。然而，由于复杂的电子传递过程和不可避免的副反应，工业电流密度下的C₂₊选择性仍然不令人满意。在此，我们开发了一种碳修饰策略来优化局部环境并调节中间产物在Cu活性位点的吸附。结果表明，Cu-C_x催化剂(x为催化剂中C的原子百分数)能有效催化CO₂RR生成C₂₊产物。特别是在流动池中，Cu-C_6%在-0.72 V vs. RHE(相对可逆氢电极)条件下，电流密度可达1.25 A∙cm^-2, C₂H₄和C₂₊产物的法拉第效率(FE)分别可达54.4%和80.2%。原位光谱分析和密度泛函理论(DFT)计算表明，C的存在调节了^*CO在Cu表面的吸附，降低了C—C耦合的能垒，从而促进了C₂₊产物的生成。