直接乙醇燃料电池作为传统能源的有前途替代方案，具有能量密度高、环境可持续性好和操作安全等优势。相较于直接甲醇燃料电池，直接乙醇燃料电池的毒性更低且制备工艺更成熟；与氢-氧燃料电池相比，直接乙醇燃料电池在储存运输可行性和成本效益方面表现更优，显著提升了商业化潜力。然而，乙醇分子中稳定的C-C键会形成高活化能垒，常导致电氧化不完全。目前商用的铂和钯基催化剂对C-C键的断裂效率低下（< 7.5%），严重制约了DEFCs的能量输出和功率密度。此外，催化剂成本高昂和活性不足进一步阻碍了其大规模商业化。近期DEFC阳极催化剂设计的进展主要集中在材料组分优化和催化机理阐释两方面。本综述系统梳理了过去五年乙醇电氧化催化剂的研发动态，重点探讨了提升C1路径选择性和C-C键活化的策略，包括：合金化设计、纳米结构工程、界面协同效应等，并深入分析总结了其作用机制。最后，我们提出了DEFC催化剂商业化面临的挑战与未来发展方向。

在化学镀钴过程中，我们发现添加剂糖精的加入可明显改变化学镀钴层表面的形貌、织构取向及镀层的导电性。研究表明，当糖精添加量为3 mg·L^-1时，钴镀层由无序大晶粒转变为蜂巢状结构，具有密排六方（HCP）钴晶体的（002）择优取向，其电阻率降低至14.4 μΩ·cm，经过热处理后，电阻率进一步降低至10.7 μΩ·cm，这对于其在芯片中的应用具有重要价值。当糖精浓度升高时，晶粒逐渐细化，呈现“石林”状结构，择优取向不变，而糖精的加入在一定程度上提高了镀钴膜的纯度。通过密度泛函理论对钴镀层结晶行为的研究表明，糖精分子可吸附于钴密排晶面的特定c位点，抑制abc堆积方式生长，诱导晶体按ab堆积方式生长，从而实现HCP（002）晶面的择优生长。

双离子电池通常使用碳基材料作为电极，具有工作电压高、潜在成本低、环境友好等优点。与二次电池传统的“摇椅式”工作机制不同，双离子电池具有独特的工作机制，在电化学反应过程中，阳离子和阴离子分别在负极和正极参与容量贡献。在高工作电压下（> 4.8 V），阴离子嵌入石墨正极具有优异的反应动力学。然而，Li⁺在负极侧往往扩散速率较为缓慢，导致正极和负极之间的动力学失配，严重制约了双离子电池的发展。本文通过微观结构调控策略制备了毛竹衍生碳电极材料，该策略通过选择合适的碳化温度可有效地调控其丰富的短程有序石墨微畴和无序非晶区，并具有独特的分级纳米孔结构。其纳米孔的孔径分布主要集中在0.5-5 nm，可为Li⁺提供合适的快速传输通道，优化后的毛竹衍生碳电极材料（碳化温度500 ℃）在300 mA·g^-1电流密度下达到了436 mAh·g^-1的高可逆容量和优异的倍率性能（在3 A·g^-1时保持了231 mAh·g^-1的高容量）。组装的双碳PEC-500||石墨全电池在10 C倍率下具有114 mAh·g^-1的容量，循环3000圈后具有96%的容量保持率，同时，全电池在50 C倍率测试中仍能够保持74 mAh·g^-1的容量，表现出优异的倍率性能。

含尿素废水的转化制取清洁氢能技术日益受到关注，但尿素氧化反应（UOR）仍面临催化动力学迟缓和长期稳定性不足的挑战。本研究通过电化学重构CoP纳米针前驱体，在碳纤维纸（CFP）上构建了具有亲水表面和丰富氧空位（O_v）的松散多孔CoOOH纳米结构（CoOOH LPNAs）。该三维电极在1000 mA·cm⁻²电流密度下展现出1.38 V（vs. RHE）的低电位和优异的UOR耐久性。在阴离子交换膜（AEM）电解槽中，工业级尿素辅助水分解仅需1.53 V即可实现1000 mA·cm⁻²的电流密度，并稳定运行100小时无衰减。实验与理论研究表明，丰富的氧空位能够有效调控CoOOH的电子结构并且产生Co原子相互靠近的独特Co₃三角活性位点。这种协同作用精确调控了反应物及中间产物的吸附-脱附过程，显著降低了UOR的热力学能垒。此外，超亲水自支撑纳米阵列结构促进了反应过程中气体气泡的快速脱附，既提升了整体反应效率，又避免了气泡堆积引发的催化剂剥离问题，从而在高电流密度下同时实现了催化活性和稳定性的双重提升。