電解液/電極界面水分子的結構在電化學反應的選擇性和動力學方面起著至關重要的作用。雖然人們進行大量的實驗和理論研究，但是目前對于金屬表面離子特異性水結構的原子尺度并不清楚。
有鑒于此，北京大學江穎教授、徐莉梅教授、Ye Tian、麻省理工學院邵陽教授等使用掃描隧道顯微鏡和非接觸式原子力顯微鏡進行表征，實現了對帶電Au(111)表面以原子分辨率對表面的含有堿金屬陽離子水分子層進行表征。
本文要點
（1）
表征結果說明，Li+陽離子從表面升高，促進了Li+陽離子和表面之間形成冰狀水層。相比K+和Cs+陽離子與表面直接接觸。觀測發現，水網絡結構從Li+的六邊形排列轉變為Cs+的扭曲氫鍵結構。
（2）
觀察結果與表面增強紅外吸收光譜數據一致，這個研究結果說明了堿金屬陽離子顯著影響HER反應動力學和反應效率。這項研究為金屬表面離子特異性水結構提供了深入的理解，而且展示了非催化作用的金屬離子在電化學反應中起到的關鍵作用。
參考文獻
Tian, Y., Huang, B., Song, Y. et al. Effect of ion-specific water structures at metal surfaces on hydrogen production. Nat Commun 15, 7834 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-52131-w
https://www.nature.com/articles/s41467-024-52131-w
