工业革命以来科技进步给人类生活带来方便的同时,也造成了严重的环境污染以及化石能源的过度消耗,因此开发可持续能源已是当务之急。氢能由于其无污染,可再生而且能量密度高等优点越来越受到世界各国的重视。但是,目前制氢的成本依然居高不下。除了用电成本较高,其成本还源于贵金属催化剂的使用（PEM技术）和液相反应中存在传质困难以及气泡遮盖电极的问题导致能耗增加（普通碱性电解水技术）。因此研发低成本高效的电解水制氢技术有着重要的意义。本实验室提出了一种基于非贵金属催化剂和凝胶电解质的燃料电池型电解槽进行电解水的设想。为此,我们开展了相关研究以验证其可行性。具体的研究成果如下:（1）通过一步电沉积法在镍网上得到了Ni-Fe-Sn催化剂。经过1小时沉积获得的Ni-Fe-Sn60电极表面形貌呈花椰菜状,表面由一些融合起来的直径在500～700 nm的不规则球状颗粒构成。与Ni-Fe电极以及在不同沉积时间下获得的Ni-Fe-Sn电极相比,Ni-Fe-Sn60电极具有最佳的性能。在1 mol L-1的KOH溶液中,电流密度为10、100 m A cm-2时,其过电位分别为43和120 m V,Tafel斜率为70 m V dec-1。该电极也具有良好的稳定性,在槽电压为1.8 V时,电流密度是目前工业阴极的3倍,达到了93 m A cm-2。我们分析,这是因为电极表面花椰菜状颗粒产生的高活性面积以及Ni、Fe、Sn的协同作用。该电极合成方法简单,性能优良,具有应用前景。（2）在强阴极极化条件下快速沉积得到了表面沉积金属镍的Ni Fe（OH）x析氧电极。该电极在0.15 M硝酸镍和0.15 M硫酸亚铁的混合溶液中,电流密度为500 m A cm-2下沉积6 s得到。研究表明,镍铁氢氧化物纳米片交错形成了花瓣状结构,同时,金属镍也沉积在电极表面。交错的纳米片形成的花瓣状结构有利于传质以及气体形成,镍沉积在表面能提高电极的导电性。在电流密度为10和100 m A cm-2时,Ni Fe（OH）x电极所需的过电位为237和263 m V,Tafel斜率为37 m V dec-1。该电极也具有良好的稳定性,两电极电解水的性能要优于现有工业阳极（镍网）,在槽电压为1.8 V时的电流密度为50m V cm-2,比相同状态下镍网作为阳极高1.7倍。该电极的制备工艺简单,具有应用价值。（3）合成了一系列不同比例的PAAS-KOH-H2O凝胶电解质。通过交流阻抗法测定发现,当PAAS:KOH:H2O=1:2.5:7.5时电导率最高,达到300.4 m S cm-1。将前文制得的Ni-Fe-Sn60电极与Ni Fe（OH）x电极与之联用,在1.7 V和1.8 V槽电压下电流密度高达141和236 m A cm-2。与相同状态下在KOH溶液中电解水过程相比,性能提升了40%和35%。我们认为,这得益于该电解水装置具有燃料电池型结构、凝胶电解质的高离子导电性和气体扩散电极的气体快速易散性。因为它们能使阴阳极上产生的气泡迅速逃离电极表面,避免了气泡遮盖电极造成反应面积减小的问题。