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当前的全球气候紧急状况和我们迅速消退的能源资源让人们寻找更清洁的替代品，如氢燃料。当在氧气存在的情况下燃烧时，氢气会产生大量的能量，但与化石燃料不同，没有有害的温室气体。不幸的是，今天生产的氢燃料大部分来自天然气或化石燃料，这最终增加了其碳足迹。
氨气 一种碳中和氢化合物由于其高能量密度和高储氢能力，最近备受关注。它可以分解以释放氮气和氢气。氨可以很容易地液化、储存和运输，并在需要时转化为氢燃料。然而，氨的氢气生产反应缓慢，对能源的需求非常高。为了加快生产速度，经常使用金属催化剂，这也有助于降低氢气生产期间的整体能耗。
最近的研究发现，镍（Ni）是分裂氨的有希望的催化剂。氨被吸附在尼催化剂表面，随后氨中氮和氢之间的键被打破，并作为单个气体释放。然而，使用Ni催化剂获得良好的氨转化通常涉及非常高的运行温度。
在最近发表在ACS催化物上的一项研究中，由北野中曾信子副教授领导的东京理工学院的一个研究小组描述了一种解决尼基催化剂所面临问题的办法。他们开发出一种最先进的钙酰胺（CANH）支持的Ni催化剂，可以在较低的工作温度下实现良好的氨转化。Kitano博士解释说："我们的目标是开发一种能高效的高效催化剂。我们在催化剂系统中加入金属酰胺不仅改善了其催化活性，还帮助我们解开了这些系统难以捉摸的工作机制。
研究小组发现，CANH的存在导致了NH的形成2-空缺（V）NH）在催化剂的表面。这些活性物种导致Ni/CANH在反应温度低于尼基催化剂功能所需的100°C的反应温度下的催化性能得到改善。研究人员还开发了计算模型，并进行了同位素标记，以了解催化剂表面发生了什么。计算提出了一个火星-范克雷维伦机制，涉及吸附氨到CANH表面，其激活在NH2- 空置点，形成氮气和氢气，最后再生由尼纳米粒子推动的空缺位点。
高度活跃和耐用的Ni/CANH催化剂可以成功地用于从氨中产生氢气。此外，本研究提供的催化机制的见解可用于开发新一代催化剂。Kitano博士总结道："随着全世界都在共同努力建设一个可持续的未来，我们的研究旨在解决我们在实现更清洁的氢燃料经济性道路上所面临的困难。
摘译自：Chemeurope
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