以碳氢化合物能源（化石燃料）为基础的能源供应受到储量、温室气体排放和地理分布的严重制约，无法满足日益增长的可持续和绿色能源需求。氢作为一种能源载体，与化石燃料相比，在环境相容性和能量含量方面具有巨大优势。由可再生能源直接驱动水电解是一种理想的生产氢气的绿色方法。而传统水电解中析氢反应（HER）和析氧反应（OER）是刚性耦合的，即氢和氧同时产生，且HER和OER的反应动力学是相互依赖的。HER与OER之间这种刚性结合，难以适应可再生能源的波动性和间歇性。如果直接采用可再生能源电解水，会不仅会加重H2/O2的混合，还会降低电解池组件的寿命。为了解决上述问题，Symes和Cronin首先提出了解耦水电解。通过在电解水过程中引入氧化还原介质，HER和OER无论在时间上还是空间上都可以完全解耦，有利于将可再生能源直接用于电解水产氢。碱性和质子交换膜（PEM）是应用最广泛的水电解系统。一般来说，在酸性电解液中，HER的动力学是快速的，因为丰富的质子可以立即接受电子和释放氢。而OER过程是复杂的多步质子-电子转移过程，因此OER的动力学比HER慢得多，其动力学对电催化剂的依赖程度很高。遗憾的是，在酸性电解液中，只有由贵金属Ir或Ru组成的催化剂活性较好且稳定。在碱性电解液中，OER催化剂的选择性更多（VIII族3d金属的氧化物，如Fe、Co、Ni等），且成本低，在碱性电解液中稳定性好。然而，在碱性电解液中，HER的质子是由缓慢的水解离过程（水的去质子化）提供的，导致了较高的动能壁垒。综上所述，从HER/OER的动力学和电催化剂的兼容性两方面考虑，酸性电解液有利于HER，碱性电解液有利于OER。近年来，两性水的电解（HER在酸性电解液中，OER在碱性电解液中）由于能够同时适应HER和OER的最佳pH条件而受到越来越多的