HER 在酸中主要通过以下基本步骤进行(2)，即Volmer-Tafel（方程1和2）或 Volmer-Heyrovsky（方程1和3）。
Volmer: H+ + e- + * = Had (1)
Tafel: Had + Had = H2 + 2* (2)
Heyrovsky: Had + H+ + e- = H2 + * (3)
图 2. 各种金属的 HER 火山图。纵坐标为交换电流密度，横坐标为氢吸附的自由能 Δ GH(3)。
图 3. 高通量计算筛选 256 种纯金属和表面合金的|ΔGH|(3)。行表示纯金属基底，列表示覆盖基底表层的溶质。例如，“Rh” 行与 “Pd” 列相交处的点将对应于 Pd 覆盖纯 Rh 主体的 (111) 表面层的表面合金。溶质覆盖率均为1/3 单层（ML），吸附氢覆盖率也为1/3 ML。该图的对角线对应于纯金属上的氢吸附自由能。
从上述结果，我们可以看出，氢的吸附自由能最接近0 eV的是贵金属铂（Pt）。换句话说，Pt具有适中的氢吸附/脱附能力。同样，在酸性测试中，商业Pt/C催化剂也表现出超高的酸性HER活性。但是，如果在大规模的商业制氢工业中，考虑到Pt的稀缺性和高价格，研究人员应尽量降低Pt的负载，甚至是研发无Pt的电催化剂。当然，随着近些年的研究发展，低Pt含量甚至无Pt的电催化剂方兴未艾，例如，PtNi合金，Pt单原子/位点，Ni2P，CoSe2，MoS2等电催化剂。上述报道的催化剂都具有类Pt的氢吸附自由能，同时具有超高的酸性HER本征活性。在进行酸性HER研究时，研究人员不仅可以利用计算途径，估算预测新型催化剂的氢吸附自由能，从而确定其表面的理论活性及其在火山图中的纵坐标位置；同时，还应从实验的角度，测量出本征交换电流密度，进而精确研究报道新型催化剂的活性。此外，反应物吸脱附能火山图趋势，不仅可用于析氢反应机理分析，还可以拓展到其他电催化反应，例如二氧化碳还原，氮还原，氧还原等。