本发明公开一种炭气凝胶负载铂合金氧还原电催化剂及其制备方法、应用，该制备方法包括制备有机溶胶、制备金属溶胶、制备单原子金属掺杂炭气凝胶、向单原子金属掺杂炭气凝胶加入铂前驱体制备炭气凝胶负载铂合金氧还原电催化剂等步骤。该制备方法基于制备炭气凝胶的溶胶‑凝胶化学原理，在炭气凝胶骨架上均匀地引入原子级分散非贵金属，作为合金元素源，同时锚定铂纳米颗粒。该制备方法制备得到的氧还原电催化剂中炭气凝胶骨架上原子级分散的非贵金属和铂合金协同催化，氧气还原电催化剂活性和耐久性好，在较低的铂含量下，活性和耐久性远远超过了商用的炭黑负载铂，适用于作为金属‑空气电池和燃料电池用的氧气还原电催化剂。