第1章氢及氢的制备方法概述
1.1氢及氢发展现状
1.1.1氢能简介
1.1.2氢经济
1.1.3各国氢能及碳中和政策
1.2氢的应用
1.2.1氢冶金
1.2.2燃料电池
1.2.3储能
1.2.4合成氨
1.3氢的制备方法
1.3.1化石能源制氢
1.3.2工业副产氢
1.3.3电解水制氢
参考文献

第2章电解水基础理论
2.1电催化水分解原理
2.1.1析氢反应（HER）
2.1.2析氧反应（OER）
2.2电催化水分解技术分类
2.2.1碱性电解水（AWE）
2.2.2质子交换膜电解水（PEM）
2.2.3阴离子交换膜电解水（AEM）
2.2.4固体氧化物电解水（SOEC）
2.3电化学性能评估指标
2.3.1过电位
2.3.2塔菲尔斜率和交换电流密度
2.3.3电化学比表面积
2.3.4电化学阻抗
2.3.5法拉第效率
2.3.6电化学稳定性
参考文献

第3章电解水催化剂概述
3.1电催化剂分类
3.1.1过渡金属基催化剂
3.1.2贵金属基催化剂
3.1.3非金属基催化剂
3.1.4复合催化剂
3.2电催化剂分析技术
3.2.1形貌分析
3.2.2成分分析
3.2.3结构分析
3.3工业催化剂介绍
3.3.1商用贵金属催化剂
3.3.2非贵金属镍基催化剂
3.4电催化性能预测方法
3.4.1密度泛函理论计算
3.4.2机器学习
3.5提升催化剂性能的策略
3.5.1结构形貌调控
3.5.2电子结构调控
3.5.3反应界面调控
3.5.4催化机制调控
参考文献

第4章钒钛基新材料体系及其在电解水领域的应用
4.1钒钛物化性质及其材料功能化应用
4.1.1钒钛元素本征物化性质
4.1.2钒钛合金材料功能化设计与应用
4.1.3钒钛化合物材料功能化设计与应用
4.1.4钒钛复合材料功能化设计与应用
4.1.5钒钛杂化材料功能化设计与应用
4.1.6本节总结与展望
4.2二维钒钛基MXene材料简介及应用
4.2.1二维钒钛基MXene材料简介
4.2.2电催化水分解中的MXene材料
4.2.3本节总结与展望
4.3新型MXene材料的设计思路与可控合成
4.3.1Ti-V-Cr体系
4.3.2Ti-V-Cr-Nb体系
4.3.3本节总结与展望
4.4新型MXene基复合材料体系的设计与合成
4.4.1合金@MXene复合材料体系
4.4.2金属有机框架（MOFs）@MXene复合材料体系
4.4.3过渡金属化合物@MXene复合材料体系
4.4.4本节总结与展望
参考文献

第5章MXene@金属有机框架（MOFs）复合材料的合成及其在电解水中的应用
5.1MXene@MOF-Co2P复合电极的制备及其电催化水分解研究
5.1.1催化剂制备方法
5.1.2催化剂的组成与物性表征
5.1.3电化学测试
5.1.4理论计算
5.1.5结论部分
5.2MXene@RuCo NPs复合电极的制备及其电催化水分解研究
5.2.1催化剂制备方法
5.2.2物理化学表征
5.2.3电化学测试
5.2.4第一性原理计算
5.2.5结论部分
参考文献

第6章MXene@过渡金属化合物复合材料的合成及其在电解水中的应用
6.1Ni2P/Ti3C2Tx/NF复合电极的制备及电催化性能研究
6.1.1物理化学表征
6.1.2碱性电催化析氢性能
6.1.3催化反应机理研究
6.1.4本节小结
6.2Co2P@Ti3C2Tx复合电极的制备及电催化水分解研究
6.2.1物理化学表征
6.2.2碱性电催化水分解性能
6.2.3电催化反应机理
6.2.4本节小结
6.3N，Ni-Co2P@TC复合电极的制备及电催化水分解性能
6.3.1物理化学表征
6.3.2碱性电催化水分解性能
6.3.3催化反应机理研究
6.3.4本节小结
6.4CPN@TC复合电极的合成及电催化析氢研究
6.4.1物理化学表征
6.4.2碱性电催化析氢性能
6.4.3催化反应机理研究
6.4.4本节小结
参考文献

第7章钒掺杂电解水催化剂
7.1V-Ni3N材料的合成和电催化水分解
7.1.1实验试剂与仪器
7.1.2过渡金属掺杂氮化镍（Ni3N）的制备方法
7.1.3复合材料物理化学表征
7.1.4复合电极的电化学性能
7.1.5第一性原理计算（DFT）
7.1.6本节小结
7.2Co，V-Ni3N复合材料的合成和电催化水分解
7.2.1复合材料的物理化学表征
7.2.2复合材料的电化学性能
7.2.3第一性原理计算（DFT）
7.2.4本节小结
7.3Ru，V-CoP@MXene复合电极的制备及其电催化水分解性能
7.3.1复合电极的制备方法
7.3.2物理化学表征
7.3.3碱性电催化水分解性能
7.3.4第一性原理计算
7.3.5本节小结
参考文献

第8章技术经济性与产业化挑战
8.1材料成本与资源可持续性分析
8.1.1钒钛基电解水催化剂材料的成本构成分析
8.1.2钒钛资源在全球范围内的分布与开采现状
8.1.3钒钛基电解水催化剂材料的资源可持续性评估
8.1.4降低钒钛基电解水催化剂材料成本的策略与技术创新
8.2产业化的实施路径和面临的挑战
8.2.1从实验室到工程放大的技术衔接
8.2.2产业化进程中的关键挑战
8.2.3产业化进程中的经济分析
8.2.4产业化进程中的政策分析
8.3电解水制氢技术经济性分析

参考文献