随着能源危机和环境污染问题的日益严峻,电解水装置、可充电金属-空气电池等电化学能量存储和转换系统,由于具有可再生、无污染等优点而成为缓解当前能源与环境问题的重要选择。在上述电化学能源系统中,催化剂是降低电化学反应活化能、提高能量转化效率的关键因素。因此,开发高效的电催化剂对普及电解水制氢技术和可充电金属-空气电池在实际中的应用尤为关键。在众多催化剂中,贵金属催化剂如Pt/C、Ir/C虽然具有优异的催化活性,但是其高昂的成本和有限的储量使得人们不得不寻找廉价的非贵金属催化剂。其中的过渡金属氧化物具有价格低廉的优势,但其因导电性不足而常常需要在合成过程中引入碳材料来提高导电性。而碳材料在高电位环境中的腐蚀导致催化剂活性衰减的问题,也极大的限制了其在电催化领域的应用。与氧化物不同,过渡金属氮化物则具有良好的导电性,近年来在电催化研究领域也广受研究人员的青睐。在过渡金属氮化物中,有一种通式为ANM₃的反钙钛矿氮化物,因其优异的导电性和电子结构而被用作超导材料。反钙钛矿氮化物的优异导电性,可保证电催化过程的电子传导;同时反钙钛矿氮化物材料具有组分可调控性,可对材料的电子结构进行优化,达到优化材料电催化活性的效果,是电催化剂的理想材料。但这类材料目前的研究仅限于基础物理研究领域,在电催化领域鲜有应用和报道。鉴于此,本论文开展了开发高效反钙钛矿氮化物电催化剂的研究工作,主要通过调节组分对反钙钛矿氮化物的催化活性进行优化,研究了其在不同电催化领域中的应用。通过水热法合成了一系列Mn掺杂的反钙钛矿氮化物In NCo_3-xMn_x,通过电化学测试探究了不同Mn掺杂量对电催化析氧（oxygen evolution reaction,OER）活性的影响,发现掺杂适当比例的Mn能有效的提高OER活性,重点对比研究OER性能最优异的In NCo_2.7Mn_0.3与未掺杂In NCo₃催化剂在物理特征和电化学催化活性,并对掺杂前后活性提高的原因进行了解释。为了考察反钙钛矿氮化物的实用性,探究了OER性能最优异的In NCo_2.7Mn_0.3在化学及电化学环境中的稳定性,验证了其作为载体的可行性;通过乙二醇还原法将贵金属Pt负载在In NCo_2.7Mn_0.3上形成双功能催化剂,并应用在可逆锌-空气电池中,使锌-空气电池能够在100小时内实现高效的长期循环性,证明反钙钛矿氮化物In NCo_2.7Mn_0.3不仅可以作为出色的OER电催化剂,同时也能有效的负载贵金属成为载体。最后,通过水热法制备出具有高比表面的反钙钛矿氮化物In NNi₃,对In NNi₃的晶体结构、组成成分及元素的化合价态、电导率等物理特性进行了分析,初步探究了In NNi₃在碱性条件下的HER活性和稳定性,验证了其作为电催化析氢反应催化剂的可行性。