超级电容器和燃料电池是两种主要的储能设备,其中固液界面双电层储能是超级电容器的主要储能机理之一,而催化剂表面上的析氢反应则是可持续生产氢气来用于燃料电池的有效办法。双电层和析氢反应均位于固体材料和溶液的界面上,因此深入理解其界面现象有助于提高双电层电容和析氢效率。二维过渡金属二硫化物中的金属性MoS₂具有较高导电性和稳定性,且层间距对电容性能有明显影响,但还未有过系统性的研究。Co₂P是过渡金属磷化物中常见的一种,具有较高的氢催化活性。Co₂P暴露的晶面不同,其氢催化性可能也不同,但Co₂P的不同晶面与氢催化活性之间的关系尚不明确。因此,本文从模拟角度出发,分别研究了不同层间距的MoS₂、不同晶面的Co₂P的双电层电容性能和氢催化性能。MoS₂的分子动力学模拟研究发现,层间距为1.115 nm的MoS₂具有最高的电容值,为118 F/cm³,且电容变化趋势与层内离子分布变化趋势密切相关。充电电压为4V时,层间距为1.615 nm的MoS₂具有最快的充电响应时间,而离子运动轨迹对其有明显影响。本文深入研究了不同层间距对MoS₂储能性能的影响机理,这对特定层间距的MoS₂的设计、合成以及实际应用起到重要作用。不同晶面Co₂P的密度泛函理论计算发现,Co₂P（113）既具有较好的表面稳定性,也具有最好的氢催化活性,这对实验合成有一定的指导作用。多元线性回归首次被用于定量分析Co₂P表面H-Co键长分布和氢吸附自由能的关系,其拟合的平均绝对误差只有0.0777 eV。拟合结果的有效性表明统计方法可有效探索结构对HER活性的影响,这有助于理解HER的内在机理。