在物质条件极其丰富的今天,第四次科技革命正在萌芽,人类对能源的需求与日俱增。传统的化石能源如煤炭和石油在储量和使用效率上已经慢慢跟不上时代的需求,因此我们在开发新能源如可控核聚变、可燃冰、地热的同时,也要发展对现有能源的高效利用方式。燃料电池因具有能量转换效率高、可靠性高、燃料的类型广泛、环境友好等特点而受到广泛关注,为目前人类面临的严峻的能源与环境问题提供了一个解决方案。例如氢能是一种无碳能源,具有低原子质量,零排放的特点,比石油具有更高的质能,可以作为燃料电池燃料,这使得它适合作为一种高效能源来取代化石燃料,满足全球能源需求。作为制氢原料来源最广泛的水裂解技术,受制于氢析出（HER）和氧析出（OER）反应的缓慢动力学问题,使得氢燃料电池的大规模应用受到一定的阻碍。同时直接醇燃料电池因其优异的能量密度,高能量转换效率,易于储存和操作安全的优势而受到广泛关注,然而,在实际过程中,由于氧还原、乙醇（乙二醇）氧化（ORR、EOR（EGOR））等电极反应具有缓慢的动力学和较高的反应能垒,使其大规模应用受到阻碍。因此,加速电极反应动力学和降低其过电势是目前该领域亟待解决的问题。虽然钯基和铂基等贵金属表现出令人瞩目的优异电催化性能,但贵金属的高成本和低地壳丰度阻碍了其在生产中的大规模应用。因此,低负载量贵金属和非贵金属催化剂成为大家的研究重点。非晶态材料具有短程有序性,键能较低,拥有大量的表面缺陷和悬空键,因此可以提供更多的活性位,优化反应物和中间产物的吸脱附,从而提高催化活性。通过界面工程构筑晶态/非晶态金属氧化物界面,在有效保留晶态和非晶态独特优势的同时,增加活性位数量,两者间的相互作用可以使表面活性中心发生重构,产生强烈的界面耦合效应,增强界面电荷转移动力学,创造新的催化活性位点,优化反应途径,从而表现出更高的电催化活性。本文基于非晶态金属氧化物构筑了三种界面结构并对其电催化性能进行了研究,具体工作内容如下:（1）异质结构材料PdCo/CoOx的EGOR电催化性能研究通过溶剂热法和原位刻蚀法制备了不同材料比的PdCo/CoOx催化剂。非晶Co/CoOx载体独特的各向同性结构,使催化剂具有更大的面积体积比和更多氧空位。Pd与非晶态载体之间形成异质结构,改变了Pd的电子结构,加速了中间体（特别是CO）从催化剂表面的解吸,提高了催化剂的长期稳定性,同时Pd与Co的协同作用,提供了更多的活性位点。该催化剂表现出优异的EGOR催化性能和稳定性,碱性条件下质量活性达到3933 m A mg Pd-1,远高于商业Pt/C。（2）Pt Ni-CeOx/C非晶NPs的HER电催化性能研究通过常温条件下共还原法制备了不同担载量的Pt Ni-CeOx/C非晶NPs催化剂,CeOx的引入使催化剂转化为非晶态,提供了出色的电子结构灵活性,增强了催化剂的催化活性。Ni的加入优化了Pt的电子结构,而Pt Ni和Ce的电子转移可以改变氢吸附能,从而减少HER能量势垒,加速反应动力学。活性炭（XC-72）增强了导电性,减少了NPs的团聚,能使催化剂暴露出更多的活性位点。Pt Ni-CeOx/C非晶NPs材料表现出优秀的HER催化性能和稳定性,同时合成过程中极大地减少了贵金属Pt的使用量,降低了催化剂的成本。（3）晶态/非晶异质结构材料Co3O4-SMO催化剂的性能研究采用一步水热法合成了具有紧密界面的Co3O4-SMO非晶异质结构纳米材料（SMO为莫来石,Sm Mn2O5）。晶态/非晶异质结构和界面电荷是提高催化性能的主要原因,由于功函数的不同,电子由Co3O4向SMO的转移,使界面具有更多的活性位点和氧空位,有利于更快速的电荷转移,优化了O物种的吸附能,提高了导电性。与Co3O4和SMO相比,Co3O4-SMO纳米粒子具有更高的半波电位和更高的ORR催化活性。在稳定性方面,Co3O4-SMO纳米材料具有比Pt/C更高的耐久性和更高的甲醇耐受性。