铜（Cu）是一种导电金属，但由于其不合适的电子结构，它是析氢反应（HER）的惰性催化剂。基于此，天津大学杜希文教授、崔雷副教授和刘辉副教授、河北工业大学Yang-Yang Zhang（共同通讯作者）等人报道了利用搅拌摩擦焊接（FSW）技术制备了一种具有高能表面的活性铜（Cu）催化剂。在本文中，作者展示了一种机械过程，即摩擦搅拌焊接（FSW），可以在γ-Fe基底上诱导高能Cu面的外延生长。FSW可以将不混溶的块状Fe和Cu材料均匀混合，并将它们加热到高温。结果表明，α-Fe转变为γ-Fe，Cu相在γ-Fe的低能（100）和（110）表面再结晶，产生高能Cu（110）和（100）表面。通过酸处理去除Fe基底后，获得了用于酸性HER的自支撑Cu电极。通过酸蚀去除γ-Fe后，Cu电极暴露出高能表面，并表现出优异的酸性HER活性，甚至在高电流密度（>66 mA cm-2）下优于Pt箔。密度泛函理论（DFT）计算表明，高能表面有利于氢中间体的吸附，从而加速HER。FSW诱导的外延生长为工程化高性能催化剂开辟了新的途径，同时还使大规模制备低成本催化剂成为可能，有利于工业应用。鉴于到FSW技术操作简单、效率高、成本低，该工作可能会激发大规模制造结构和功能一体化的新型电极的新思路。Epitaxial Growth of High-Energy Copper Facets for Promoting Hydrogen Evolution Reaction. Small, 2022, DOI: 10.1002/smll.202107481.https://doi.org/10.1002/smll.202107481.
