碱性燃料电池（AFC）是一种高效洁净的绿色电源,尤其是近年来碱性阴离子交换膜技术的发展,避免了电解质碳酸化的问题,使AFC更具有竞争力。但是,AFC使用的铂基贵金属阳极催化剂储量稀少,价格昂贵。非贵金属催化剂的氢气氧化反应（HOR）活性和稳定性受催化剂组成的影响,作用机理复杂且尚不明确,极大限制了该类催化剂的商业化开发。本文采用量子化学方法从电子层次上研究镍合金催化剂的HOR机理,分析催化剂亲氧性、电子性质等因素对反应机理的影响,考察催化剂组成对抗氧化性和HOR活性的影响。主要工作如下:1.铂和镍合金化之后,铂镍合金(PtNisurf（111）、Pt3Ni（111）、Pt2Ni2（111）和Pt Ni3（111）)比铂具有更强的亲氧性。铂镍合金表面的HOR过程为Tafel-Volmer（OH-）反应机理且速率控制步骤是Volmer（OH-）反应,其中Pt Ni3（111）具有比铂更高的HOR活性。相比于亲氧性,电子性质（氢原子的吸附）是影响HOR活性的主要因素。催化剂HOR活性不仅可以用速率控制步骤的自由能能垒来描述,还可以用总反应速率、氢吸附自由能偏离0.414 e V的值以及交换电流密度来描述。在铂镍合金中,Pt Ni3（111）具有最低的Volmer（OH-）反应自由能能垒、最高的总反应速率、最接近0.414 e V的氢吸附自由能和最大的交换电流密度,表明其具有高HOR活性。通过确认的这些描述符,我们还可以进一步进行高活性HOR催化剂的设计和筛选。2.基于NiM（M=V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu和Zn）合金,根据氢原子的吸附能描述符,预筛选出Ni3V（111）、Ni3Cr（111）、Ni2Mn2（111）、Ni Fe3（111）具有较强的电催化HOR潜力。进一步通过对Ni3V（111）、Ni3Cr（111）、Ni2Mn2（111）、Ni Fe3（111）相图研究分析发现,Ni3Cr（111）的亲氧性最弱,表明其具有最强的抗氧化性。最后对Ni Cr合金HOR活性进行了详细的研究,结果表明Ni Cr合金的HOR过程是以Volmer（OH-）反应为速率控制步骤的Tafel-Volmer（OH-）反应机理。接近0.414 e V的氢吸附自由能、高总反应速率和高交换电流密度表明Ni3Cr（111）具有与贵金属铂相媲美的HOR活性。