本书结合国家能源发展战略，不仅阐述了电解水制氢相关基础理论知识，还着重介绍了当前电解水制氢催化材料的研究应用，特别是紧密联系新国际形势背景下实现我国“双碳”战略目标，详细介绍近两年的最新研究进展和成果。本书分为9章，第1章对开发氢能的重要性和目前的制氢技术进行了简述；第2章介绍了电解水阴极析氢反应和阳极析氧反应原理及高效催化剂的研究进展；第3-6章用实例介绍了电催化反应动力学模拟、催化剂表面结构精控、催化剂界面结构构筑等技术对催化剂析氢性能的调控；第6-9章用实例介绍了催化剂缺陷结构构筑、表面官能团精控等技术对催化剂析氧性能的调控。

1 绪论
1.1 发展氢能的意义
1.1.1 能源安全的保障
1.1.2 碳减排目标的实现
1.1.3 弃风、弃光、弃水难题的解决
1.2 氢的制备
1.2.1 化石燃料重整制氢
1.2.2 工业副产氢
1.2.3 电解水制氢
2 电解水制氢基础
2.1 电解水反应的基本原理
2.1.1 电解水反应机理
2.1.2 火山图
2.1.3 催化剂评价方法
2.2 金属基催化剂研究进展
2.2.1 贵金属催化剂
2.2.2 非贵金属催化剂
2.2.3 贵金属合金催化剂
2.2.4 非贵金属合金催化剂
2.3 过渡金属化合物催化剂研究进展
2.3.1 过渡金属氧化物催化剂
2.3.2 过渡金属氮化物催化剂
2.3.3 过渡金属硫化物催化剂
2.3.4 过渡金属磷化物催化剂
2.3.5 过渡金属碳化物催化剂
2.3.6 过渡金属硼化物催化剂
2.4 无金属催化剂研究进展
2.5 单原子催化剂研究进展
2.6 研究展望
3 高效析氢催化剂的表面结构调控
3.1 概述
3.2 材料的制备及测试技术
3.2.1 材料的制备
3.2.2 材料结构表征方法
3.2.3 材料性能测试方法
3.2.4 密度泛函理论计算参数设置
3.3 催化剂结构及性能
3.3.1 阶梯状边缘MoS2的设计与制备
3.3.2 催化剂电化学性能分析
3.3.3 催化机理探讨
4 异质结构有效协同碱性介质中的析氢反应
4.1 概述
4.2 材料的制备及测试技术
4.2.1 材料的制备
4.2.2 材料结构表征方法
4.2.3 材料性能测试方法
4.3 催化剂结构及性能
4.3.1 催化剂的结构分析
4.3.2 催化剂电化学性能分析
4.3.3 催化反应动力学解析
5 异质结构的界面调控
5.1 概述
5.2 材料的制备及测试技术
5.2.1 材料的制备
5.2.2 材料结构表征及性能测试方法
5.2.3 密度泛函理论计算参数设置
5.3 催化剂结构及性能
5.3.1 催化剂的结构分析
5.3.2 催化剂电化学性能分析
6 全pH值范围高效析氢催化剂的构筑
6.1 概述
6.2 材料的制备及测试技术
6.2.1 材料的制备
6.2.2 材料结构表征方法
6.2.3 材料性能测试方法
6.2.4 密度泛函理论计算参数设置
6.3 催化剂结构及性能
6.3.1 催化剂的结构分析
6.3.2 催化剂电化学性能分析
7 低成本、高稳定性析氧反应催化剂
7.1 概述
7.2 材料的制备及测试技术
7.2.1 FeCo-PPc、Fe-PPc、Co-PPc和无金属PPc的制备
7.2.2 材料结构表征方法
7.2.3 材料性能测试方法
7.3 催化剂结构及性能
7.3.1 催化剂的结构分析
7.3.2 催化剂电化学性能分析
7.3.3 材料稳定性测试前后结构变化分析
8 MOF析氧催化剂配体调控
8.1 概述
8.2 材料的制备及测试技术
8.2.1 催化剂Fe-MOF-X的合成
8.2.2 材料结构表征方法
8.2.3 材料性能测试方法
8.3 催化剂结构及性能
8.3.1 催化剂的结构分析
8.3.2 催化剂电化学性能分析
9 层状双氢氧化物空位缺陷调控
9.1 概述
9.2 材料的制备及测试技术
9.2.1 材料的制备
9.2.2 材料结构表征方法
9.2.3 材料性能测试方法
9.2.4 密度泛函理论计算
9.3 催化剂结构及性能
9.3.1 催化剂的结构设计
9.3.2 催化剂的结构分析
9.3.3 催化剂电化学性能分析
参考文献