氫氣是一種可再生的清潔能源，具有較大的能量密度，燃燒時具有良好的能量轉(zhuǎn)化效率，釋放的能量是相同質(zhì)量碳氫化合物燃燒釋放能量的近3倍，而且，氫氣燃燒的產(chǎn)物是無污染、可以循環(huán)利用的水，可以減小能源燃燒產(chǎn)生大量廢氣引發(fā)的環(huán)境污染，消除環(huán)境部門對產(chǎn)物產(chǎn)生環(huán)境危害的擔憂。由于這些優(yōu)點，氫氣被看作工業(yè)發(fā)展的理想能源。目前傳統(tǒng)煤制氫、天然氣制氫和其他化工原料制氫技術都存在一定的高能耗、高污染、工藝流程長且出氫純度低等缺點，而電解水制氫技術則具有零排放和產(chǎn)品純度高等優(yōu)勢，耦合可再生能源電解水制氫，還能有效消納“三棄”電力，調(diào)整電力系統(tǒng)能源結構。由可持續(xù)能源驅(qū)動的電化學水分解過程中，貴金屬基催化劑仍然是最有效和持久的析氫和析氧催化劑。然而，它們的稀缺性和高成本阻礙了它們的大規(guī)模應用，開發(fā)活性高和穩(wěn)定性強的非貴金屬電催化材料對于實現(xiàn)經(jīng)濟的制氫至關重要。近年來，鉬基的碳化物、硫化物、氧化物等，因具有非凡的催化性能而備受關注，被視為有前景的催化材料。然而，鉬基電催化劑仍存在催化穩(wěn)定性低、電導率和活性比表面積小等問題。
　　本書是作者在總結多年研究成果的基礎上撰寫而成的，全書設計及制備了一系列鉬基化合物復合材料，并對其電解水催化性能進行了較為全面和系統(tǒng)地分析，通過元素摻雜、異質(zhì)結構、表面改性、電子結構調(diào)控等各種方法改善了鉬基電解水催化材料性能，為氫能源用非貴金屬電催化材料的開發(fā)和研究提供了理論及實驗依據(jù)。
　　本書共9章，第1章主要綜述了鉬基電解水催化材料的研究進展；第2章利用水熱法和氫還原方法，成功制造出含大量氧空位的鐵摻雜的二氧化鉬／三氧化鉬異質(zhì)結構用于雙功能電催化劑；第3章設計了一種二氧化鉬-氟化鈰異質(zhì)結納米片；第4章設計并提出了一種新的由稀土金屬和非貴金屬異質(zhì)結組成的具有豐富活性界面的不規(guī)則椎體結構，可作為高性能、耐用的雙功能析氫和析氧電催化劑；第5章設計并制造了一種自支撐無黏合劑集成電極，該電極由磷化鉬多孔納米片組成，這些多孔納米片生長在含有Ni3P的泡沫鎳上，具有出色的析氫性能和析氧性能；第6章開發(fā)了一種原位生長方法，設計合成了普魯士藍磷化物／磷化鎳／氧化鉬／泡沫鎳復合材料；第7章選用廉價的304型不銹鋼網(wǎng)作為水分解電催化劑自支撐材料，使用一步電沉積法在不銹鋼表面形成鎳鉬電催化劑，為電解水催化材料的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)提供了一種思路；第8章通過水熱法制備出包覆不同濃度石墨烯的炭化泡沫／石墨烯／二硫化鉬復合材料；第9章設計并開發(fā)了多孔N-M02C@C納米顆粒。
　　本書涉及的研究工作得益于國家自然科學基金（22065015）、江西省重點研發(fā)計劃（20202BBEL53023）的資助，本書的出版得到了江西理工大學清江學術文庫的資助，在此致以真摯的謝意。本書是作者研究團隊集體智慧的結晶，得到了梁彤祥教授、鄧義群博士、劉超博士、楊輝博士、曾金明博士，以及蔣鴻輝、陳建、汪方木、李文、曾慶樂等同仁的大力支持，在此一并表示感謝。
　　本書可供材料科學、氫能源科學、能源化學等領域的研究人員和從業(yè)人員閱讀，也可作為材料類、新能源類專業(yè)高等院校師生的參考書。
　　由于作者學識水平和經(jīng)驗閱歷所限，書中不足之處，懇請有關專家和廣大讀者給予批評指正。