能源危机问题和化石燃料使用造成日益严重的环境污染,使得开发高效的能量储存与转换装置变得更加重要。碳材料是许多化学电源,如燃料电池、锂离子电池、超级电容器中常见的电极材料。目前,人们碳材料的制备方法很多,如气相沉积法、高温热裂解法、水热法等。制备原料有石油裂解过程中的加工产物和生物质等。大豆主要含有脂肪、蛋白质以及少量的糖类和微量的无机盐。食品工业中利用大豆提取食物油,其残余物（豆渣）含有丰富的蛋白质。本论文利用豆渣为前驱体,硝酸镍为金属源,通过凝胶-高温热解制备了嵌入式氮掺杂过渡金属碳材料,将其应用于燃料电池阴极氧还原。同时,将得到的嵌入式氮掺杂碳材料进行活化,得到了多孔材料,将其应用于超级电容器。主要结果如下:（1）利用凝胶法,即中国传统制作豆腐点卤的工艺,以豆渣为前驱体,硝酸镍为凝固剂,将纳米粒子稳定地固定在材料当中,制备了嵌入式氮掺杂过渡金属碳纳米材料,将其应用于燃料电池阴极氧还原,并探究碳化温度对其催化性能的影响。900℃碳化得到的催化剂对氧还原的起始电位为0.86 V（vs RHE）,半波电位0.72 V（vs RHE）。在氮气饱和的电解液中进行1000圈CV扫描,通过计算,电位仅衰减了 47 mV;通过暂态计时电流法,12000 s之后电流依然保持了 72%,具有较高的稳定性。（2）以K₂C₂O₄, KOH和K2CO₃对得到的过渡金属氮掺杂碳纳米材料进行活化,制备了氮掺杂多孔碳纳米材料,将其应用于超级电容器。在电流密度为1A/g时,其充放电容量分别为126.5、96.6、109.6F/g,充放电1000圈之后,依然可以保持90%左右。这主要是归因于:掺杂的金属镍在碳材料形成过程中有可以促进石墨碳的形成,碳材料导电率高;冷冻干燥、镍掺杂与溶出、活化剂的活化,有利于形成了不同的多级孔结构,碳材料较高的比表面积;此外豆渣含有丰富的氮,增加了赝电容。