电解海水氯化系统是一种高效和环境友好的杀菌防污方式,可以在不影响水下光学设备使用的同时保护其不受生物污损的影响。纳米氧化钴（Co3O4）理论比电容高、成本低廉且电化学析氯效率高,是一种被广泛关注的电催化剂,且其微观形貌是电化学性能的最重要的影响因素,因此,研究纳米Co3O4微观形貌可控制备、形貌和电化学性能之间的构效关系,具有重要的理论和实践意义。同时,电解海水氯化系统需要外接电源才能工作,摩擦纳米发电机（TENG）可以很好的收集各种能源并转化成电能,但是TENG收集电能极易受到外界影响而不稳定,因此,将太阳能和TENG收集能源相结合,设计一种自供电、输出稳定的能源采集系统,可为无外接电源电解海水氯化防污提供能源保障。本研究将具有优异性能的纳米海胆状Co3O4制成析氯防污电极,并设计一种混合能源采集的时控自供电系统。将自供电系统和电解海水氯化系统结合,形成的复合系统满足在不需要外接电源的情况下实现杀菌防污。具体研究工作如下:（1）采用水热法制备了四种不同形貌的Co3O4粉末。通过电化学和Brunner-Emmet-Teller（BET）测试研究了不同形貌对电催化性能的影响及原因。结果表明,纳米海胆粉末的BET比表面积达到47.6527 m~2/g,电化学比表面积最大;线性扫描伏安法（LSV）测试表明,当电位为1.3 V（vs.SCE）时,其电流密度最大,为47 mA/cm~2;LSV数据计算发现其Tafel斜率最小,为149.58 mV/dec。制备了Co3O4/钛网防污电极,电化学测试表明,该电极比商用尺寸稳定阳极（DSA）电极具有更好的催化性能和选择性;杀菌测试结果表明,Co3O4/钛网电极对实验室模式菌、海水常见污损菌种以及海洋杂菌的杀灭效率都接近100%;防污测试结果表明,采用Co3O4/钛网电极的电化学氯化体系能有效地抑制微生物的附着。（2）构建了混合能源采集的时控自供电系统,并成功地驱动了电解海水氯化系统。结果表明,氟化乙烯丙烯共聚物（FEP）为TENG合适的摩擦介电材料,开路电压和短路电流分别达到167.1 V和0.662 mA,经过变压处理后短路电流提高到19.3 mA,可以实现给电容器自主充电,当TENG的外部负载为100 kΩ时功率可达22.7 mW;设计太阳能电池和TENG并联体系,验证了两者共同采集能源的可行性和互补性;配合锂电池和时控开关组件,证明锂电池的储能效果和时控开关的可行性,结果表明:复合系统可将清洁能源转化成电能并进行储存,通过时控开关达到充电和放电体系的精准控制。以自主研发的纳米Co3O4电催化剂为防污电极的混合能源采集时控自供电析氯杀菌防污系统,为水下光学设备的海洋防污的研究提供了可行方案。