氢能，作为一种高效、洁净、可再生和可贮存的能源，得到了世界范围的广泛关注。高昂的制氢成本一直是限制氢能大规模工业化使用的最主要的原因。电解水制取氢气，是大规模且廉价地获取氢能的一种重要途径。贵金属铂等是最常用的催化剂，价格昂贵且稀缺。因此，有必要开发一种价格低廉且性能高效的催化剂来代替贵金属，降低工业上制备氢气的成本。研究高活性和低成本的电解水制氢的催化剂成为了广泛研究的重点课题。本文全面回顾电解水的发展历史，介绍电解水的基本原理，分析如何能够最有效地降低电解水制氢的成本，探讨贵金属作为电解水催化剂的催化机理，总结了电解水制取氢气的析氢、析氧催化剂的研究进展。在此基础上面，围绕金属化合物，我们研发出直接生长的金属化合物纳米高效电解水电极。　　本研究主要内容包括：⑴采用水热的方法，使用FeCl3·6H2O和NaSO4，在盐酸处理的钛片基底上面生长FeOOH纳米棒阵列，再低温磷化处理该前驱体，得到FeP纳米棒阵列。该合成方法能够有效地调控材料的纳米结构和形貌。在电化学析氢的催化性能测试中，直接生长在盐酸处理过的钛片上面的FeP具有优异的催化性能。在高电流密度的情况下，该纳米复合材料的催化性能能够匹敌商业化的贵金属铂，耐久性能测试表明该催化剂具有优良的稳定性能。这种优异的催化性能可以归结为以下原因：对于电化学析氢，FeP本身具有卓越的催化性能；FeP自身具有良好的导电性，有利于电子在纳米棒上的快速传输;(3)把FeP直接固载到盐酸处理的钛片上面，具有良好的机械粘结性和利于电子在两者之间的传输。⑵采用一步电沉积的方法，以廉价容易获得的NiCl2·6H2O和硫脲为原料，制备Ni3S2纳米颗粒/镍网，然后该电极直接作为电化学析氧的电极。这种材料的制备方法简便易行。相对于单独的镍网，生长有Ni3S2纳米颗粒的镍网(Ni3 S2/NF)具有较低的起始电位;在同一电位的情况下，Ni3S2/NF具有更大的电流密度，说明其电化学析氧性能得到了显著的提升。不同扫描速度的线性循环伏安曲线表明，该纳米化合物利于电子的快速传输。在电势0.6V vs.Ag/AgCl的情况下测试10h，电流值没有明显的变化，证明了其具有良好的稳定性。