纳米材料在有氧电极中的应用呈现多元化特征，核心围绕催化层、导电网络与界面修饰三大关键环节，不同类型纳米材料凭借其结构优势实现功能互补。贵金属纳米材料是有氧电极催化层的核心选择，如铂基、钯基纳米材料，通过精准调控尺寸与结构，可显著提升氧还原反应（ORR）活性。例如，锚定在氮掺杂介孔碳上的铂单原子与纳米颗粒协同催化剂，极大提升了原子利用率，其质量活性是商用Pt/C催化剂的6.3倍，耐久性提升42%；而二维钯纳米筛通过孔内边缘重构，在碱性介质中的ORR催化活性较商用Pt/C催化剂提升27.8倍，有效解决了碱性体系中催化效率低的难题。
碳基纳米材料凭借优异的导电性与结构可调性，成为构建有氧电极导电网络的核心材料，主要包括碳纳米管、石墨烯及其衍生物。碳纳米管可强化污染物传质过程，石墨烯则具有超大比表面积与卓越电子迁移率，二者通过复合改性，可构建分级多孔结构，加速电子传输与反应物扩散，同时提升电极稳定性。此外，过渡金属氧化物纳米材料，如镍钴双金属氧化物超薄纳米片，可通过形成“镍—氧—钴”电子通道，显著促进电子传递，其电催化氧化电流密度是普通氧化镍纳米片电极的2.29倍，为有氧电极性能提升提供了低成本解决方案。
纳米材料通过多重作用机制，实现有氧电极综合性能的全方位提升，核心体现在催化活性、电子传输效率与稳定性三大维度。其一，纳米材料的超大比表面积可暴露更多活性位点，缩短反应路径，加速ORR等关键反应的动力学过程；其二，独特的电子结构可优化反应中间体结合能，降低决速步骤的能量势垒，提升催化选择性与效率；其三，纳米材料与电极基底的协同作用，可增强界面结合力，抑制催化剂团聚与脱落，同时减少反应过程中的能量损耗，延长电极使用寿命。
随着纳米材料制备技术的不断升级，其在有氧电极中的应用正朝着多功能复合、精准结构调控的方向发展。未来，通过复合改性与智能设计，可进一步降低贵金属用量、提升催化效率，推动有氧电极在燃料电池、储能装置等领域的规模化应用。纳米材料与有氧电极的深度融合，不仅破解了传统电极的性能瓶颈，更助力清洁能源技术向高效化、环保化转型，为全球能源结构升级提供了重要支撑。
