本書分為9章，第1章對開發(fā)氫能的重要性和目前的制氫技術進行了簡述；第2章介紹了電解水陰極析氫反應和陽極析氧反應原理及高效催化劑的研究進展；第3～6章用實例介紹了電催化反應動力學模擬、催化劑表面結(jié)構(gòu)精控、催化劑界面結(jié)構(gòu)構(gòu)筑等技術對催化劑析氫性能的調(diào)控；第7～9章用實例介紹了催化劑缺陷結(jié)構(gòu)構(gòu)筑、表面官能團精控等技術對催化劑析氧性能的調(diào)控。本書可供從事氫能和新能源材料研究和開發(fā)的從業(yè)人員，以及高等院校新能源和材料專業(yè)高年級本科生和研究生閱讀參考。

1緒論11.1發(fā)展氫能的意義11.1.1能源安全的保障11.1.2碳減排目標的實現(xiàn)21.1.3棄風、棄光、棄水難題的解決31.2氫的制備31.2.1化石燃料重整制氫41.2.2工業(yè)副產(chǎn)氫41.2.3電解水制氫52電解水制氫基礎72.1電解水反應的基本原理82.1.1電解水反應機理82.1.2火山圖112.1.3催化劑評價方法122.2金屬基催化劑研究進展152.2.1貴金屬催化劑152.2.2非貴金屬催化劑202.2.3貴金屬合金催化劑202.2.4非貴金屬合金催化劑232.3過渡金屬化合物催化劑研究進展252.3.1過渡金屬氧化物催化劑252.3.2過渡金屬氮化物催化劑292.3.3過渡金屬硫化物催化劑312.3.4過渡金屬磷化物催化劑382.3.5過渡金屬碳化物催化劑452.3.6過渡金屬硼化物催化劑522.4無金屬催化劑研究進展532.5單原子催化劑研究進展542.6研究展望553高效析氫催化劑的表面結(jié)構(gòu)調(diào)控583.1概述583.2材料的制備及測試技術613.2.1材料的制備613.2.2材料結(jié)構(gòu)表征方法613.2.3材料性能測試方法623.2.4密度泛函理論計算參數(shù)設置623.3催化劑結(jié)構(gòu)及性能633.3.1階梯狀邊緣MoS2的設計與制備633.3.2催化劑電化學性能分析673.3.3催化機理探討704異質(zhì)結(jié)構(gòu)有效協(xié)同堿性介質(zhì)中的析氫反應744.1概述744.2材料的制備及測試技術754.2.1材料的制備754.2.2材料結(jié)構(gòu)表征方法764.2.3材料性能測試方法774.3催化劑結(jié)構(gòu)及性能774.3.1催化劑的結(jié)構(gòu)分析774.3.2催化劑電化學性能分析814.3.3催化反應動力學解析845異質(zhì)結(jié)構(gòu)的界面調(diào)控865.1概述865.2材料的制備及測試技術875.2.1材料的制備875.2.2材料結(jié)構(gòu)表征及性能測試方法875.2.3密度泛函理論計算參數(shù)設置885.3催化劑結(jié)構(gòu)及性能885.3.1催化劑的結(jié)構(gòu)分析885.3.2催化劑電化學性能分析926全pH值范圍高效析氫催化劑的構(gòu)筑956.1概述956.2材料的制備及測試技術976.2.1材料的制備976.2.2材料結(jié)構(gòu)表征方法976.2.3材料性能測試方法986.2.4密度泛函理論計算參數(shù)設置986.3催化劑結(jié)構(gòu)及性能986.3.1催化劑的結(jié)構(gòu)分析986.3.2催化劑電化學性能分析1017低成本、高穩(wěn)定性析氧反應