銅（Cu）是一種導(dǎo)電金屬，但由于其不合適的電子結(jié)構(gòu)，它是析氫反應(yīng)（HER）的惰性催化劑?；诖耍?strong>天津大學(xué)杜希文教授、崔雷副教授和劉輝副教授、河北工業(yè)大學(xué)Yang-Yang Zhang（共同通訊作者）等人報(bào)道了利用攪拌摩擦焊接（FSW）技術(shù)制備了一種具有高能表面的活性銅（Cu）催化劑。在本文中，作者展示了一種機(jī)械過程，即摩擦攪拌焊接（FSW），可以在γ-Fe基底上誘導(dǎo)高能Cu面的外延生長。FSW可以將不混溶的塊狀Fe和Cu材料均勻混合，并將它們加熱到高溫。結(jié)果表明，α-Fe轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Fe，Cu相在γ-Fe的低能（100）和（110）表面再結(jié)晶，產(chǎn)生高能Cu（110）和（100）表面。通過酸處理去除Fe基底后，獲得了用于酸性HER的自支撐Cu電極。通過酸蝕去除γ-Fe后，Cu電極暴露出高能表面，并表現(xiàn)出優(yōu)異的酸性HER活性，甚至在高電流密度（>66 mA cm-2）下優(yōu)于Pt箔。密度泛函理論（DFT）計(jì)算表明，高能表面有利于氫中間體的吸附，從而加速HER。FSW誘導(dǎo)的外延生長為工程化高性能催化劑開辟了新的途徑，同時(shí)還使大規(guī)模制備低成本催化劑成為可能，有利于工業(yè)應(yīng)用。鑒于到FSW技術(shù)操作簡單、效率高、成本低，該工作可能會(huì)激發(fā)大規(guī)模制造結(jié)構(gòu)和功能一體化的新型電極的新思路。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.
