Pt上的析氢反应（HER）是电催化和可持续储能的必不可少的反应，但其强的pH依赖性动力学尚未得到充分理解。最近的研究已经证明了与水与界面场相互作用的程度相对应的零（自由）电荷电位（pzfc）是如何影响HER的动力学，并将这一效应归因于在高pH值条件下，水通过界面双层区域传输OH-的较高重组能。界面水分子的结构会随Au单电极上的电势而变化。此外，研究证明，Pt表面Hupd峰中的pH依赖移动是由界面水的结构而不是由阳离子在电极表面的特异性吸附所调节。但是，仍然缺少关于界面水的结构如何响应负电位（HER区域）变化。特别是，在分子水平上建立活性与双电层之间关系的见解仍然是一个巨大的挑战。
近日，厦门大学孙世刚院士，姜艳霞教授，郑州大学Bang-an Lu报道了首次揭示了质子供体结构对HER活性和pH的强烈依赖性。利用原位拉曼光谱，使用一个经典的Pt-Ni体系，证明了界面水结构驱动的Pt表面的pH依赖动力学和Ni诱导的高活性。
文章要点
1）随着pH的升高，第一层的结构由质子受体向供体演化。在碱中，界面水的反应性随其结构的不同而不同，水的解离活化能按悬垂O-H键<三配位水<四配位水的顺序递增。
2）优化H和OH中间体的吸附可以使界面水分子重新定向，使其H原子指向电极表面，从而提高HER的动力学。
研究结果阐明了电极-电解质界面的水结构在HER过程中的动态作用，以及高效HER催化剂的设计。
Lin-fan Shen, et al, Interfacial structure of water as a new descriptor of hydrogen evolution reaction, Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI：10.1002/anie.202007567
https://doi.org/10.1002/anie.202007567
