随着传统化石能源的消耗和环境污染问题的加剧,氢能作为清洁高效的新能源倍受研究者关注。当前研究中,氢转电的硼氢化钠燃料电池技术以及电转氢的电解水制氢技术,均存在阳极反应动力学迟缓和能量效率低的问题。本文首先研究了直接硼氢化钠燃料电池所需的低过电位阳极电催化剂的设计与制备。其次,通过对催化剂表面状态的调控,研究了电化学控制硼氢化钠化学水解制氢的新型技术。最后,从经济性和阳极活性氧高效利用的角度出发,通过研究阳极甘油电催化氧化耦合阴极析氢,进一步降低电解水制氢的电压,并获得具有更高附加值的产品。首先,通过水热和热处理两步法制备得到3D自支撑海胆状Ni Mo N@NC催化剂。其不仅具有低的硼氢化钠电催化氧化反应电位(-55m V@10 m A cm-2),也具备大电流电催化性能(44 m V@200 m A cm-2),同时展现出高的催化稳定性。以Ni Mo N@NC为阳极催化剂的直接硼氢化钠燃料电池,表现出高的开路电位（1.02 V）和功率密度(65.7 m W cm-2)。该催化剂优异的氧化活性和稳定性归因于金属间的协同作用、非金属掺杂对金属电子结构的调控作用、3D自支撑结构中丰富的比表面积和碳层对活性位点的保护作用。在上述Ni Mo N@NC电催化氧化硼氢化钠的同时,不可避免地会发生Na BH4的水解反应,我们发现水解反应与催化剂所处电位及表面状态紧密相关。因此,深入开展电化学法调控催化剂表面对硼氢化钠水解反应活性的研究。向催化剂施加-0.05 V的电位,调节催化剂活性组分的电子结构,促进活性位点与BH4-的键合,有利于硼氢化钠水解反应的发生以及氢气的释放（ON状态）。向催化剂施加0.48 V的电位,Ni Mo N转化为氧化态,活性位点的钝化削弱了其与BH4-的吸附,阻碍了硼氢化钠的水解反应（OFF状态）。基于发展阳极氧化甘油耦合阴极析氢制氢技术的需求,本文开展了基于Ni Mo N@NC的表面修饰以及电氧化甘油性能的研究。通过对Ni Mo N@NC催化剂表面进行电沉积和退火处理,得到具有低OER反应活性以及高GOR反应活性的Ni Co2O4/Ni Mo N@NC催化剂。其优异的甘油氧化性能不仅归因于壳层Ni Co氧化物的协同作用,还源自核层Ni Mo N@NC所提供的极大的比表面积以及较小的质子传导电阻。此外,甘油氧化产物的种类和选择性与电解液的p H密切相关,随着p H的下降,C1产物选择性从98%下降至35%,C2和C3产物选择性则有所提高。