燃料电池具有污染少,能量利用率高等优点,是一种高效、环境友好的能源技术。由于商品化的铂碳催化剂面临着高成本和低稳定性等问题,因此研制具有优良性能的催化剂成为燃料电池发展的关键。本论文通过使用新型碳载体和开发无金属催化剂两种途径,尝试提高燃料电池阴极催化剂的性能并降低成本,主要进展如下：1.以粉体石墨为原料,采用Hummers法制备得到氧化石墨。采用先微波辅助乙二醇还原后H2气氛下300℃退火的方法,构建得到]Pt-Co/graphene电催化剂。催化剂中Pt基纳米粒子分布均匀,尺度均一；通过调变金属前驱物的浓度,实现了双金属组分的调控。与商业催化剂Pt/C相比较,Pt/graphene展示出更为优越的氧还原电催化活性,可归因于载体graphene的特异性能。复合催化剂中的graphene低廉价格、性能优异；Pt基纳米粒子的均匀分布、金属成分的有效调变以及方便的构建方法为其作为燃料电池阴极催化剂提供机会。2.采用注射CVD方法,合成了硼掺杂量为0.96-1.70 at%的硼掺杂多壁碳纳米管(BCNTs)。在碱性条件下,与纯碳纳米管相比较,BCNTs表现出更好的氧还原催化性能,且随着硼掺杂量的增加而提高。在掺杂量相近的情况下,硼掺杂碳纳米管与氮掺杂碳纳米管相比,在氧还原催化反应中表现出稍逊的催化电位,但拥有更大的催化电流。二者在电催化氧还原反应中的电子转移数相近,且大于纯碳纳米管。因此,无论是氮掺杂还是硼掺杂,均能提高碳纳米管对氧还原反应的催化性能。