HER和HOR在电化学中是氢电极反应，包含氢氧化反应（HOR）和氢析出反应（HER），是燃料电池和水电解技术的基本反应，也是推动氢能产业发展、实现碳中和目标的两大基石。另外，氢电极反应也一直是电化学基础研究的模型反应。长期以来，人们关于氢电极反应动力学在碱性条件下显著减缓的原因始终难以达成共识。这严重制约了碱性燃料电池和水电解技术的发展，同时也是当前基础电化学的一大难题。
氢电催化反应本质上是一个氢转移和传递过程，包含电极表面与其相邻近的界面物种之间的氢转移（即表面Had中间体的生成与脱附），以及通过双电层在电解质体相与界面物种之间的氢传递。可以想象，碱性双电层中氢键网络的这种不连续性将严重抑制氢电催化反应，因为氢键网络构成了质子往返电极表面的高速通道，这在电催化中至关重要。
