超级电容器是一种介于传统静电容和蓄电池之间的新型储能元件。与二者相比,超级电容器的充电速度更快,能量密度更高,循环寿命更长且绿色无污染。近几年,过渡金属氧化物由于理论比电容较高且制备简单,成本低廉,在许多领域展现出极大的应用潜力。CoO是一种具有高电化学活性的过渡金属氧化物并在锂离子电池和电催化析氧领域引起关注。然而,由于CoO导电性较差且在空气中易被氧化,极大限制了其在超级电容器领域的应用。本文的主要研究内容如下:第一部分概括性地介绍了超级电容器的研究背景、储能原理、分类和特点,并着重介绍了目前为止超级电容器的电极材料种类、研究现状及应用前景。第二部分为碳壳包覆的CoO/Co异质结（C@CoO/Co）的合成及其在超级电容器中的应用。通过高温分解,利用简单的水热法合成了 Co前驱物,之后将前驱物在氩气中退火得到了电容性能优异的碳壳包覆的CoO/Co异质结。在该过程中创新性地将无定形的碳壳用作表面稳定剂,防止CoO暴露在空气中被氧化。该方法制备的C@CoO/Co是一种导电性良好的三维多孔结构,具有较大的比表面积和优异的电荷传输能力。基于上述特点,本研究得到的C@CoO/Co复合材料比电容高达2165.7 F/g,且经过扫速为20 mV/s的1000圈循环伏安测试后,比电容仍能维持初始状态的87.1%,展现了良好的循环寿命。之后,将该材料装配成C@CoO/Co//活性炭水系不对称超级电容器,并成功点亮一个LED二极管。所有结果表明合成的C@CoO/Co电极材料在超级电容器领域中具有极佳的应用前景。第三部分为钴的氮化物在析氧催化剂方面的应用。在超级电容器的循环伏安测试中发现了样品的析氧催化活性。以此为启发,将水热反应的前驱物在氨气中退火,得到了氮化钴复合纳米材料。经过表征和电化学测试,发现该材料有良好的三维多孔结构并呈现了优异的析氧催化活性。在电流密度达到10 mA/cm~2时,其电位仅为1.58V,有望成为一种有应用潜力的析氧催化剂。