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电化学储能和电催化过程涉及了大量的离子和电子传递过程，电子传递需要高电导的导电网络，离子传递需要孔道填充液相电解质，界面发生的电化学反应需要大的表面积，对于电催化还需要较高的气相传质过程。因此在电化学储能和电催化中经常使用多孔金属电极，本研究通过模板法和电镀工艺制备超轻的多孔金属电极，这种多孔电极有别于传统的商业金属泡沫，结构参数可调，比表面积高，适应于高效的电化学储能和电催化过程。通过表面电镀，表面修饰，表面转化过程，本研究设计了不同的多孔异质结构，应用于锂离子电池负极和电催化过程，提高了锂电负极的比容量，降低了电催化制氢过程过电位。