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7～9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。 本书可供从事氢能和新能源材料研究和开发的从业人员，以及高等院校新能源和材料专业高年级本科生和研究生阅读参考。

1绪论11．1发展氢能的意义11．1．1能源安全的保障11．1．2碳减排目标的实现21．1．3弃风、弃光、弃水难题的解决31．2氢的制备31．2．1化石燃料重整制氢41．2．2工业副产氢41．2．3电解水制氢52电解水制氢基础72．1电解水反应的基本原理82．1．1电解水反应机理82．1．2火山图112．1．3催化剂评价方法122．2金属基催化剂研究进展152．2．1贵金属催化剂152．2．2非贵金属催化剂202．2．3贵金属合金催化剂202．2．4非贵金属合金催化剂232．3过渡金属化合物催化剂研究进展252．3．1过渡金属氧化物催化剂252．3．2过渡金属氮化物催化剂292．3．3过渡金属硫化物催化剂312．3．4过渡金属磷化物催化剂382．3．5过渡金属碳化物催化剂452．3．6过渡金属硼化物催化剂522．4无金属催化剂研究进展532．5单原子催化剂研究进展542．6研究展望553高效析氢催化剂的表面结构调控583．1概述583．2材料的制备及测试技术613．2．1材料的制备613．2．2材料结构表征方法613．2．3材料性能测试方法623．2．4密度泛函理论计算参数设置623．3催化剂结构及性能633．3．1阶梯状边缘MoS2的设计与制备633．3．2催化剂电化学性能分析673．3．3催化机理探讨704异质结构有效协同碱性介质中的析氢反应744．1概述744．2材料的制备及测试技术754．2．1材料的制备754．2．2材料结构表征方法764．2．3材料性能测试方法774．3催化剂结构及性能774．3．1催化剂的结构分析774．3．2催化剂电化学性能分析814．3．3催化反应动力学解析845异质结构的界面调控865．1概述865．2材料的制备及测试技术875．2．1材料的制备875．2．2材料结构表征及性能测试方法875．2．3密度泛函理论计算参数设置885．3催化剂结构及性能885．3．1催化剂的结构分析885．3．2催化剂电化学性能分析926全pH值范围高效析氢催化剂的构筑956．1概述956．2材料的制备及测试技术976．2．1材料的制备976．2．2材料结构表征方法976．2．3材料性能测试方法986．2．4密度泛函理论计算参数设置986．3催化剂结构及性能986．3．1催化剂的结构分析986．3．2催化剂电化学性能分析1017低成本、高稳定性析氧反应