氢气作为一种清洁且零碳的可再生能源载体,能够为应对化石类能源过度消耗所导致的全球能源危机和环境污染问题提供有效解决方案。电催化水分解技术是公认的绿色制氢最有效途径,但其较低的能量转换效率和较高的能耗成为了限制大规模化电解水制氢产业发展的关键因素。电解水过程需要引入催化剂以降低反应能垒,但目前的商业化电催化剂主要由贵金属产品组成。然而,贵金属催化剂价格昂贵且储量稀少,这限制了其在电解水制氢领域的大规模应用。因此,开发高效且低成本的电解水催化剂成为电解水制氢研究中所亟待解决的重要难题。本文以低成本镍基电解水催化剂为研究载体,通过异质结界面构筑和贵金属掺杂两种方式对镍基材料的局域电子态进行调控,有效提升了其电解水催化活性,成功降低了电催化水分解过程中的能耗。具体研究内容如下:（1）基于异质结界面协同增强电解水催化活性的策略,通过表面修饰手段构建了具有中空笼状纳米结构的（Co,Ni）Se2/C@Fe OOH复合材料。所构筑的中空笼状纳米结构和氮杂原子掺杂碳基体,其高导电性与中空结构有助于电子的快速传输以及电解液的充分浸润,对提高OER活性有重要作用。在碱性电解液（1.0 M KOH）环境下,该复合材料在驱动电流密度为10 m A cm-2时的过电位为241 m V,Tafel斜率为44 m V dec-1,明显优于其单独组分的性能。通过对其界面处局域电子态分析可知,界面的构筑调控了Ni、Co和Fe的d轨道局域电子态。Ni、Co和Fe之间π电子在界面处局部的再分配重构效应,优化了异质结界面处金属中心对含氧物种（*OH、*O、*OOH）的吸附和脱附能力,从而表现出更高效的OER反应动力学。结合理论分析可知,Fe OOH的引入有利于（Co,Ni）Se2/C在OER反应过程的起始步骤的快速发生,从而加快了OER反应进程。此外,电子的自旋极化也对OER性能的提升起到极其重要的作用。本研究将为低成本且高效OER的电解水催化剂的设计与制备提供一种新的思路和方法。（2）基于贵金属掺杂改性过渡金属电解水催化活性的策略,通过一步水热法在镍泡沫上构筑了Ir-Ni（OH）2纳米线。该纳米线具有电解水双功能催化活性,其在驱动电流密度为10 m A cm-2时的HER和OER过电位分别为32 m V和209 m V,Tafel斜率分别为35 m V dec-1和58 m V dec-1,明显优于Ni（OH）2的性能。此外,该材料在海水中也表现出较好的电催化活性,其在驱动电流密度为10 m A cm-2时的HER和OER过电位分别为40 m V和254 m V。在真实海水中,分别以该材料作为阳极和阴极催化剂组装成全水解系统时,仅需1.527 V的外加电势即可驱动10 m A cm-2的电流密度。实验结果和DFT计算表明,Ir的掺杂优化了Ni（OH）2的电子结构,调控了Ni（OH）2中Ni的d轨道局域电子态,使Ni的d带中心位置远离费米能级,减少了OER过程中对含氧物种不利的强吸附作用。Ir的掺杂不仅优化了OER过程中对含氧中间体的吸附行为,还有效降低了Ni（OH）2在HER过程中的能垒,从而表现出更高效的水分解反应动力学。本研究的贵金属掺杂策略为优化并构筑多功能镍基电解水催化剂提供了一种可行的方法。