电化学是研究电能和化学能之间相互转换的科学。在能源日趋紧张的今天，研究电化学中的能量转换特性对能源科学的进步具有深远的意义。电子是电能的载体，因此研究电子在电化学过程中的转移是加深对电化学反应能量交换机制理解的关键。以质子电化学还原反应为例，一个完整的电化学反应包括质子在双电层中的迁移和质子在电极表面反应这两部分。在过去的研究中，人们通常认为能量转换和电子转移只发生于质子在电极表面反应这部分，