电解水制氢技术的发展对于加快实现全球碳中和目标具有重要意义。然而，碱性介质中缓慢的析氢/析氧反应动力学过程目前是阻碍该技术发展的瓶颈问题。基于此，本文首先综述了碱性环境下析氢反应与析氧反应不同的动力学理论机制，总结了针对改善动力学反应过程的理论设计策略。随后，介绍了目前电解水催化剂的设计理念及方向。对新兴的“绿氢”技术而言，探索在高电流密度下高性能电催化剂对这项技术在工业化应用推广中起着核心作用。同时，大规模合成策略是辅助合成工业电极的关键技术。进一步，我们在推进“绿氢”工业化应用的基础上总结了目前常用三种电解槽，介绍了目前电解槽设计的局限性及对应解决方案。总之，深入研究适用于碱性环境中的工业电催化剂、商业膜或电解槽的设计，提高对工业设计原则的理解，对于获得效率更高、安全性更高、实用性更强的工业电解槽具有重要意义。