发展传统化石能源的替代能源是当今人类面临的巨大挑战。氢能为解决对传统能源的依赖以及环境问题提供了一条可靠的解决方案。电分解水产氢是大规模生产氢气的主要途径。然而，较为惰性的阳极反应成为了电解水发展的瓶颈。因此开发高活性的产氧催化剂对于提高电解水转化效率具有十分重要的意义。目前，贵金属催化剂由于其高活性被广泛使用，但是其高昂的价格和储量稀少的缺点使得他们难以在工业化生产中得到广泛应用。本课题旨在通过开发新的合成方法以及对产氧电极结构的设计，成功合成出低成本、高活性的过渡金属基催化剂，对于实现电解水的工业化应用起到一定的推动作用。围绕着以上目标，本课题进行了如下三个部分的研究。　　一、通过温和的水热合成，设计开发出由超薄纳米片组装成的花状钼酸钻孔状微球。用作产氧电极催化剂，展现出了优异的催化活性以及稳定性。其产氧活性来源于由众多超薄纳米片组装形成的独特结构以及相应的高比表面积。这种材料的合成思路可以运用到未来设计具有特殊结构的高效电催化剂中。　　二、采用提拉浸渍的工艺将氧化锰纳米八面体颗粒负载在泡沫镍上面，得到了一种高性能的产氧电极。氧化锰八面体晶体表面暴露的高活性(011)晶面有利于电化学反应的进行。同时，氧化锰颗粒平均粒径只有40 nm，小尺寸带来的高比表面积提供了大量的活性位点，进一步促进了材料的电催化活性。　　三、结合二维材料和金属基底的特性，我们构造了具有高催化活性的NiFe LDH/Nifoam电极。该电极具有优异的产氧活性和较好的产氢活性，同时用作电解池的阳极和阴极，全电解池表现了一定的能量转换效率。