使用非貴金屬 CoFe 基材料作為氨分解製氫的高效催化劑

韓國研究人員開發出鈷鐵基非貴金屬氨分解催化劑，推動環保製氫技術發展。

韓國化學技術研究院（KRICT）的李秀雲博士和蔡鎬正博士帶領的研究團隊成功開發了一種高性能氨分解催化劑。該催化劑通過將氧化鈰（CeO₂）引入鈷鐵基層狀雙氧化物（LDO）結構中
，實現了在較低溫度下的高效氨分解。

氨（NH₃）yinqigaochuqingnengliheyunshuxiaolv
，zhengzuoweiyizhongwutanqingzaitishoudaoguangfanguanzhu。raner，conganzhongtiquqingqixuyaogaowenfenjieguocheng，tongchangxuyaocuihuajifuzhu。liao（Ru）催化劑在該反應中表現出最高效率，但其高昂的成本和對高溫的需求
，嚴重阻礙了其大規模應用。

為了克服這些挑戰
，研究團隊開發了一種氧化鈰（CeO₂）增強的鈷鐵基非貴金屬催化劑。該催化劑在較低溫度下即可實現高效氨分解，確保了成本效益和長期穩定性。

氧化鈰的優勢

∙ 防止顆粒團聚：調節鈷鐵基LDO催化劑的表麵結構，防止金屬納米顆粒團聚。

∙ 增強催化性能：利用Ce³⁺/Ce⁴⁺氧化還原轉變調節催化劑的電子特性。

加速限速步驟

∙ 氨分解的限速步驟是氮在催化劑表麵的重組-脫附。

∙ 新開發的催化劑優化了這一過程
，顯著加速了即使在較低溫度下的氨分解。

得益於這些進展，該催化劑在450°C下實現了81.9%的氨轉化率

，超越了以往的非貴金屬催化劑。與2022年開發的鎳基催化劑相比，這一成果顯著提升（後者在450°C下僅實現45%的轉化率）。此外，在550°C下的長期穩定性測試表明，即使在長時間運行後，催化劑仍保持結構完整性和製氫效率。

研究團隊計劃通過進一步研究提升低溫製氫效率，目標在2030年實現商業化。李秀雲博士表示：“該催化劑可應用於大規模氨基製氫、氫能發電廠、加氫站以及海事工業。”韓國化學技術研究院院長李英國博士補充道：“這一突破將加速環保製氫技術的實際應用，並為基於可再生能源的可持續氫經濟做出貢獻。”

韓國化學技術研究院（KRICT）是一家由政府資助的非營利研究機構。自1976年成立以來，KRICT在化學、材料科學、環境科學和化學工程領域推動了國家化學技術的發展。如今，KRICT正(zheng)努(nu)力(li)成(cheng)為(wei)解(jie)決(jue)化(hua)學(xue)與(yu)工(gong)程(cheng)領(ling)域(yu)最(zui)具(ju)挑(tiao)戰(zhan)性(xing)問(wen)題(ti)的(de)全(quan)球(qiu)領(ling)先(xian)研(yan)究(jiu)機(ji)構(gou)
，並(bing)將(jiang)繼(ji)續(xu)履(lv)行(xing)其(qi)職(zhi)責(ze)，開(kai)發(fa)造(zao)福(fu)全(quan)球(qiu)的(de)化(hua)學(xue)技(ji)術(shu)，為(wei)維(wei)護(hu)地(di)球(qiu)健(jian)康(kang)做(zuo)出(chu)貢(gong)獻(xian)。更(geng)多(duo)詳(xiang)情(qing)請(qing)訪(fang)問(wen)：https://www.krict.re.kr/eng/

該研究於2024年11月發表在《Chemical Engineering Journal》上。研究由KRICT的蔡鎬正博士領導，KRICT研究員李秀雲博士為第一作者。該研究得到了KRICT核心研究計劃和韓國貿易、工業與能源部資助的可再生能源核心技術開發項目的支持。

翻譯人：高豐言

來源：https://fuelcellsworks.com/2025/03/06/hydrogen/efficient-hydrogen-production-using-non-noble-metal-cofe-based-ammonia-decomposition-catalyst