東京工業大學的北野政明教授等人開發了一種可以在不使用昂貴金屬的情況下將氨分解成氫的觸媒。用於觸媒的鎳的價格僅爲一般用於氨分解的釕的500分之1左右。在氫能源的儲存和運輸中，從氨中提取氫的工序必不可少。此次開發的技術被認爲是推進去碳的重要技術，今後將力爭實用化。
東京工業大學北野政明教授等開發的新型氨分解觸媒及其結構示意圖
氫氣在氣體狀態下體積很大，難以直接運輸。而作爲液化氫運輸時又需要冷卻到零下253攝氏度，所以運輸和儲存成本已成爲一大課題。爲此，人們一直在推進研發將氫氣轉化爲甲烷或氨等易於運輸的化合物的氫載體。
然而，要將氨高效分解爲氫氣，需要昂貴的貴金屬釕基觸媒。爲了降低成本，需要使用廉價金屬的觸媒。
傳統的鎳基觸媒的缺點是在反應時間需要800～1000攝氏度的高溫，而且一旦接觸到大氣或水等就會立即劣化。
雖然北野教授等人在2021年就開發出了將鈣醯亞胺和鎳組合在一起，能在較低溫度下反應的觸媒，但在大氣中暴露約1小時後，反應性能就會減半。
此次，研究人員將被稱爲「六方晶鈦酸鋇」的氧化物中所含的氧離子的一部分更換爲氮離子之後，將鎳離子固定用作觸媒。研究人員發現，與直接使用六方晶鈦酸鋇作爲氧化物相比，更換氮離子的新觸媒可以在550～600攝氏度的條件下參與反應，溫度要低140度左右。另外即使將這種觸媒浸漬在水中1小時，再次乾燥後反應性能也不會發生變化。
觸媒表面有一個被稱爲「電洞位點」的孔，這個孔被認爲有助於與氨分子發生反應。即使用鐵等鎳以外的廉價金屬代替，也獲得了較高的反應性能。
東京工業大學氨製造領域特命教授細野秀雄等人也在開發使用新觸媒的方法。由於可以在低溫、低氣壓下生產氨，因此有望實施利用再生能源等生產綠氨的小型工廠。預想可用作肥料或能源等，但如果在需要氫的時候進行分解，也可用作氫源。
鎳作爲觸媒生產時的價格還不確定，但鎳本身的價格比釕便宜，約爲釕的500分之1。如果能使用鐵等材料，價格可能會更低。今後，還將繼續操作推進開發可降低反應溫度的觸媒。北野教授表示，「爲實施去碳社會，將與企業合作，進一步推進開發」。
日文：鈴木卓郎、《日經產業新聞》、2023/9/25
中文：JST客觀日本編輯部
