在本文中，作者发现位于外亥姆霍兹层的氟离子（F⁻）可通过与 H₂O、甘油及中间体甘油醛形成 F-H 氢键，大幅提升甘油氧化活性，并将主产物由甘油酸转化为乳酸。

界面氢键促进甘油脱溶、调控电荷分布，降低质子耦合电子转移能垒，优化氢键网络，并破坏甘油醛中间体稳定构型。

该策略适用于 Pt、Au、Pd、Ni(OH)2 等模型催化剂，并可推广至多种醇胺分子的电氧化升级，为高效电催化转化提供了新视角。

图1：GOR的电催化性能及KF引入引起的阳极/电解质界面变化。(a) 在0.73 V下，最高电流密度和LA分电流密度对KF浓度的依赖性。(b) Pt在含与不含1 M KF的电解质中综合电催化GOR性能的比较。(c) Ni(OH)₂在含与不含1 M KF的电解质中电催化氧化各种底物分子的电流密度比较。(d) Pt在含1 M KF、KCl、KNO₃和K₂CO₃的1 M KOH中的CV曲线（扫描速率：10 mV s^-1）。(e) Pt在浓度为0、10、20、40和50 mM的KOH、KF、KCl、KNO₃和K₂CO₃溶液中的零电荷电位(PZC)。(f) 溶剂化F^–在Pt表面分布的示意图。

图2：阳极-电解质界面氢键。(a) 不同浓度KF下获得的GLY的¹H NMR谱。(b) 各种钾盐下获得的GLY的¹H NMR谱。(c) 不同浓度KF下GLY的FTIR谱。(d) 根据上述FTIR谱结果，归属于CH₃OH和CHOH中C-O伸缩振动以及C-H对称和不对称伸缩振动的峰波数。(e) 在含与不含1 M KF的电解质中，在不同施加电位下于Pt上记录的现场FTIR谱。

图3：从动力学角度揭示F⁻诱导电催化性能增强的机理。(a) 模拟体系中水分子沿Z轴方向的氢键数量统计分布。(b) 在0.73 V下，于含与不含KF的电解质中在Pt表面收集的O-H伸缩振动谱带。(c) 模拟电解质中含与不含KF时，GLY与H₂O之间的氢键数量。在(d)不含KF和(e)含KF的电解质中，电极-电解质界面质子扩散的示意图。

图4：从热力学角度揭示F⁻诱导电催化性能增强的机理。(a) 碱性溶液中基于C_α位点吸附的GOR生成C3产物的路径。(b) PCET过程作为集体溶剂配位函数的自由能曲线（中部）；红色和蓝色曲线分别描绘了作为质子配位函数的反应物和产物基态下的质子势和质子波函数。(c) 含与不含F–H键情况下GLY电催化氧化的自由能曲线。(d) 含与不含F–H键情况下，Pt上GLY电催化氧化生成GLA的ΔG值（*代表吸附物种）

综上，作者以甘油氧化（GOR）为模型：F⁻ 将主产物由甘油酸（GLA）切换为乳酸（LA），Pt 电极上 FE 由 29 % 提升至 54 %，TOF 由 116 h^-1 提高到 450 h^-1。

该效应在 Pt、Au、Pd、Ni(OH)₂以及十余种醇/胺底物上均成立。

动力学：F^– 与水/底物/中间体形成氢键，缩小界面水“间隙区”，增强氢键网络连通性，加速质子扩散。

热力学：氢键削弱甘油溶剂化壳，降低质子耦合电子转移（PCET）能垒（ΔG 下降 2 kcal mol-1），提高 HOMO 能级；同时削弱 GLD 中间体吸附，促进其脱附并自发重排为 LA。

仅需向电解液添加 KF，无需复杂催化剂设计，普适、易放大。 在 100 mM GLY、1 M KF 中，14 h 转化率达 82.6 %，LA 浓度 55 mM，稳定性 >500 h。

把 F– 氢键策略扩展到 CO₂还原、硝酸盐还原、有机氯化物脱氯等质子受限体系，开发“氢键介导的质子管理”新范式，推动碳氮循环与绿色合成。