铁催化剂研究为氨分解提供了见解

使用氨被认为是一种很有前途的氢气运输方法。然而，也需要一个有效的过程将其转化回氢气和氮气。

一个国际研究小组对一种铁催化剂的运作方式有了新的认识，这种催化剂可用于将氨分解为氮和氢。氢被转化为氨，使能量载体更容易运输。这意味着还需要催化剂，以便随后将氨再次分解成其起始材料。

来自德国波鸿鲁尔大学、位于鲁尔河畔米尔海姆的马克斯普朗克化学能转换研究所(MPICEC)、柏林工业大学和意大利热那亚理工学院的团队在《ACSCatalysis》上发表的一篇文章中详细描述了铁催化剂如何实现这一反应。

如何使氢气可运输

绿色氢被视为一种很有前途的能源载体。它可以通过利用风能或太阳能分解水来生产。然而，在许多情况下，需要氢的地方并不具备电解水的合适条件。

氢气必须液化才能运输，而这只有在极低的温度下才能实现。因此，将氢气转化为氨(可在更高温度下液化)被认为是一种有吸引力的替代方案。

“更重要的是，化学工业已经拥有成熟的氨处理基础设施，”波鸿工业化学实验室主任、MPICEC马克斯普朗克研究员MartinMuhler教授说道。

需要有效的催化剂将氨(NH3)分解回起始化合物氮(N2)和氢(H2)。问题是传统的铁催化剂通常会促进不良反应，形成氮化铁而不是氮。

在目前的研究中，研究人员精确地展示了这种副反应是如何发生的。他们使用科莱恩提供的最新一代催化剂测试了氨的分解。

由波鸿鲁尔大学和MPICEC的MaximilianPurcel博士、AstridMüller和MartinMuhler教授组成的团队进行了相关实验。意大利合作机构利用机器学习支持的复杂分子动力学模拟对研究结果进行了完善。柏林工业大学的团队利用X射线衍射成功识别了在反应条件下形成的铁氮化物，并追踪了它们的转变。

“我们的研究结果可用于开发未来更有效的氨分解催化剂，”马丁·穆勒总结道。“氨的合成和分解有着悠久的历史，”他补充道。“我们引用了过去100年的科学出版物。”其中包括马丁·穆勒的博士导师格哈德·埃特尔的工作，他因这项研究于2007年获得诺贝尔奖。

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