周波数の異なる2つのレーザー光を試料に照射すると、2つの周波数の和の光が界面だけから発生します。その和周波光を分析することで界面の分子構造を知ることができます。振動和周波発生（VSFG）分光法は、波長固定の可視光と, 波長可変の赤外光を試料表面に入射することで、表面の振動スペクトルを得ることができます。一方、入射する可視光の波長も変えることで、表面に存在する分子の構造だけでなく表面の電子構造もプローブ可能な二重共鳴和周波発生（DR-SFG）分光システムを構築しました。ここでは、電解質溶液中のPt電極表面の電子構造が電位によって変化する様子の観測に成功しました。

車載用の燃料電池では、スルホン酸基を有す酸性の固体高分子電解質膜が多く使われています。しかし、燃料電池反応で最も重要となる酸素還元反応（ORR） 機構の理解は不十分です。ORR 反応は、酸素とプロトン（H+）、水が関与する単純な反応であり、その中間体もおおよそ想定されるが、実際に反応中間体の検出例がないため、律速段階の特定すらできない状態でした。反応中間体未検出の理由の一つとして考えられるのは、中間体の表面濃度が低く検出できないことにあります。今回、表面増強赤外吸収分光（SEIRAS）に用いる基板を工夫し感度を向上させることで、これまで観測できなかった酸性溶液中でのORR反応中簡体の観測に成功しました。