近期，我院王耀辉、李剑锋团队联合河南师范大学张霞光团队在氧还原反应界面微环境调控机制研究方面取得重要进展，相关成果以“In Situ Synchronized SERS-SEIRAS Unveils Cation-Regulated Interfacial Water and Intermediates in the Oxygen Reduction Reaction”为题发表在Angewandte Chemie International Edition期刊，Angew. Chem. Int. Ed. 2026, e8900381。
氧还原反应（ORR）是燃料电池和金属空气电池中的关键阴极反应，其反应动力学与电极界面微环境密切相关。界面水能够调控氧中间体的吸附与转化，但由于缺乏有效的原位表征手段，其作用机制长期未被充分揭示。
面对这一挑战，研究团队构建了原位同步表面增强拉曼-红外光谱（SERS-SEIRAS）联用平台，实现了界面水与吸附氧中间体的同位点、实时同步探测，并结合理论计算揭示了阳离子调控氧还原反应界面的分子机制。研究发现，随着阳离子水合能降低，界面逐渐形成弱氢键、低取向约束和高动态性的水结构，削弱其与OOHad和OHad氧中间体之间的相互作用，降低OHad覆盖度并促进质子耦合电子转移过程，从而提升氧还原反应活性。该工作从分子层面揭示了阳离子调控界面水结构影响氧还原反应动力学的作用机制，为通过电解液设计和界面工程优化电催化性能提供了新的研究思路。
该研究工作在我院王耀辉教授、李剑锋教授以及河南师范大学张霞光副教授的指导下完成，厦门大学化学化工学院博士研究生黄潇萱为第一作者。该工作得到了国家自然科学基金（22322206、22525042、22472141、T2293692、22474116和22361132532）、福建省产学研联合创新项目（2025H6023）、大连理工大学精细化工国家重点实验室（KF 2401）、中央高校基本科研业务费专项资金（20720240054）、云南贵研铂业省项目（YPML-20240502063）、辽宁滨海实验室（2024-05）以及腾讯科学探索奖（XPLORER PRIZE）的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.8900381
