东京工业大学的北野政明教授等人开发了一种可以在不使用昂贵金属的情况下将氨分解成氢的催化剂。用于催化剂的镍的价格仅为一般用于氨分解的钌的500分之1左右。在氢能源的储存和运输中，从氨中提取氢的工序必不可少。此次开发的技术被认为是推进脱碳的重要技术，今后将力争实用化。
东京工业大学北野政明教授等开发的新型氨分解催化剂及其结构示意图
氢气在气体状态下体积很大，难以直接运输。而作为液化氢运输时又需要冷却到零下253摄氏度，所以运输和储存成本已成为一大课题。为此，人们一直在推进研发将氢气转化为甲烷或氨等易于运输的化合物的氢载体。
然而，要将氨高效分解为氢气，需要昂贵的贵金属钌基催化剂。为了降低成本，需要使用廉价金属的催化剂。
传统的镍基催化剂的缺点是在反应时需要800～1000摄氏度的高温，而且一旦接触到大气或水等就会立即劣化。
虽然北野教授等人在2021年就开发出了将钙酰亚胺和镍组合在一起，能在较低温度下反应的催化剂，但在大气中暴露约1小时后，反应性能就会减半。
此次，研究人员将被称为“六方晶钛酸钡”的氧化物中所含的氧离子的一部分替换为氮离子之后，将镍离子固定用作催化剂。研究人员发现，与直接使用六方晶钛酸钡作为氧化物相比，替换氮离子的新催化剂可以在550～600摄氏度的条件下参与反应，温度要低140度左右。另外即使将这种催化剂浸泡在水中1小时，再次干燥后反应性能也不会发生变化。
催化剂表面有一个被称为“空穴位点”的孔，这个孔被认为有助于与氨分子发生反应。即使用铁等镍以外的廉价金属代替，也获得了较高的反应性能。
东京工业大学氨制造领域特命教授细野秀雄等人也在开发使用新催化剂的方法。由于可以在低温、低压下生产氨，因此有望实现利用可再生能源等生产绿氨的小型工厂。预想可用作肥料或能源等，但如果在需要氢的时候进行分解，也可用作氢源。
镍作为催化剂生产时的价格还不确定，但镍本身的价格比钌便宜，约为钌的500分之1。如果能使用铁等材料，价格可能会更低。今后，还将继续推进开发可降低反应温度的催化剂。北野教授表示，“为实现脱碳社会，将与企业合作，进一步推进开发”。
日文：铃木卓郎、《日经产业新闻》、2023/9/25
中文：JST客观日本编辑部
