新研究在较低温度下实现高效氨分解制氢

国际氢能展获悉，氨气含氢量高，容易液化后运输，因此作为氢载体备受关注，但高效分解氨气制取氢气通常需要400摄氏度以上高温。日本早稻田大学研究人员领衔的团队将被称为电场催化反应的催化工艺应用于氨气分解，可大幅降低所需温度。

早稻田大学日前发布的新闻公报说，所谓电场催化反应是指让电极从上下两个方向接触催化剂层，依靠流经催化剂的电流促进化学反应。

该校和韩国汉阳大学的研究人员选用半导体材料氧化铈作为催化剂，并在上层添加金属钌、铁、镍或钴。实验显示，使用这种催化剂并借助电场催化的氨气分解反应，可在125摄氏度的温度下达成近100%的分解率。

研究人员还对这种新工艺背后的反应机制进行了深入分析。在常规氨气分解反应中，氢原子首先从氨气中脱离，氮原子留在催化剂表面。之后氮原子相互结合形成氮气分子，这是反应过程中最消耗能量的环节，也是氨气分解反应通常需要高温的主要原因。而在新的催化工艺下，氨气分解反应可避开氮原子结合成氮气分子这个环节，反应过程中形成大量中间产物二亚胺，最后氢气从二亚胺中脱离。

相关论文已发表在英国《化学》杂志上。公报说，本项研究将氨气分解反应的发生温度降低了200摄氏度以上，使得今后利用来自工厂或发动机等的废热分解氨气获得氢气成为可能。这将有助于促进利用氢能。

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