HER和HOR在電化學中是氫電極反應，包含氫氧化反應（HOR）和氫析出反應（HER），是燃料電池和水電解技術的基本反應，也是推動氫能產業發展、實現碳中和目標的兩大基石。另外，氫電極反應也一直是電化學基礎研究的模型反應。長期以來，人們關於氫電極反應動力學在鹼性條件下顯著減緩的原因始終難以達成共識。這嚴重製約了鹼性燃料電池和水電解技術的發展，同時也是當前基礎電化學的一大難題。
氫電催化反應本質上是一個氫轉移和傳遞過程，包含電極表面與其相鄰近的介面物種之間的氫轉移（即表面Had中間體的生成與脫附），以及通過雙電層在電解質體相與介面物種之間的氫傳遞。可以想象，鹼性雙電層中氫鍵網路的這種不連續性將嚴重抑制氫電催化反應，因為氫鍵網路構成了質子往返電極表面的高速通道，這在電催化中至關重要。
