水溶液中水的电解反应是众多学科的核心主题， 特别是对于电解水和水系电池而言。众所周知，水的电化学稳定性窗口与溶解盐的类型和浓度息息相关。传统解释认为水的热力学稳定性是由其O-H键的强度决定的，但是这并不能解释一些现象，比如高浓度电解液中电化学窗口的非对称扩展以及大体积阳离子对析氢反应的有效抑制。总之，人们至今尚未完全了解水系电解液中的化学环境与水解热力学的直接关系。

近日，俄勒冈州立大学纪秀磊团队系统研究了不同种类和浓度离子对水系电解液析氢反应 （HER）和析氧反应（OER）起始电位的影响，并结合Raman，NMR，和模拟计算揭示了离子电位（即电荷密度）的关键作用。

此外，文章首次提出了一种简单直接评估质子和氢氧根溶剂热的方法，并讨论了关于阳离子是如何通过影响氢氧根的溶剂热影响HER起始电位以及阴离子是如何通过影响质子的溶剂热影响OER起始电位 。该发现为未来设计水系电解液提供了重要的理论基础。

研究结果表明，低离子电位的离子会促进更稳定的自由水形成，并阻碍 H⁺ 和 OH^- 的溶剂化，从而抑制水的电解反应。相反，高离子电位的离子更易溶剂化，并通过诱导效应从而削弱水分子的O-H键强度，同时促进H⁺ 和 OH^- 的溶剂化，从而降低水分子的热力学稳定性。进一步拓展概念，为了设计高压水系电池，除了离子，作者还可以通过添加共溶剂，添加剂，改变温度等条件，让水分子，质子和氢氧根都处于弱的化学作用的环境之中 从而提高电解液中水的热力学稳定性。