电化学析氢反应（HER）是实现可持续和经济可行的氢经济的关键。此外，这一“简单”的双电子转移反应是电催化规律的试验场，因此在基础电化学和应用目的上都具有极其重要的意义。
近日，荷兰莱顿大学Marc T.M. Koper报道了研究了碱金属阳离子浓度和电解液pH值对金（Au）电极析氢反应（HER）动力学的影响。
文章要点
1）在中等碱性（pH=11）条件下，随着阳离子浓度的增加，Au电极上的HER活性显著增强（反应级数约为0.5）。根据这些结果，研究人员认为阳离子通过与解离的水分子（*H-OHδ-cat+）有利地相互作用，在稳定速率决定Volmer步骤的过渡态中起着中心作用。
2）交流阻抗谱的电容曲线表明，电解液的pH值也会影响电解液的近表面组成，电解液pH的升高会导致近表面阳离子浓度的相应增加。这使得HER在Au电极上的活性具有明显的pH依赖性，类似于阳离子浓度效应，并在极端pH值（pH 13到pH 14）下观察到饱和。研究人员将在高pH和高阳离子浓度下观察到的饱和和缓蚀效应归因于阳离子在达到阈值浓度时对表面的阻塞。
这项工作对HER的pH依赖性的复杂分子起源提供了基础性的见解，这些见解将有助于指导进一步的基础工作，并最终为HER在碱性介质中设计优化的催化剂-电解质条件。
参考文献
Akansha Goyal, et al, The interrelated effect of cations and electrolyte pH on the hydrogen evolution reaction on gold electrodes in alkaline media, Angew. Chem. Int. Ed., 2021
DOI: 10.1002/anie.202102803
https://doi.org/10.1002/anie.202102803
