使用非贵金属 CoFe 基材料作为氨分解制氢的高效催化剂

韩国研究人员开发出钴铁基非贵金属氨分解催化剂，推动环保制氢技术发展。

韩国化学技术研究院（KRICT）的李秀云博士和蔡镐正博士带领的研究团队成功开发了一种高性能氨分解催化剂。该催化剂通过将氧化铈（CeO₂）引入钴铁基层状双氧化物（LDO）结构中，实现了在较低温度下的高效氨分解。

氨（NH₃）因其高储氢能力和运输效率，正作为一种无碳氢载体受到广泛关注。然而，从氨中提取氢气需要高温分解过程，通常需要催化剂辅助。钌（Ru）催化剂在该反应中表现出最高效率，但其高昂的成本和对高温的需求，严重阻碍了其大规模应用。

为了克服这些挑战，研究团队开发了一种氧化铈（CeO₂）增强的钴铁基非贵金属催化剂。该催化剂在较低温度下即可实现高效氨分解，确保了成本效益和长期稳定性。

氧化铈的优势

∙ 防止颗粒团聚：调节钴铁基LDO催化剂的表面结构，防止金属纳米颗粒团聚。

∙ 增强催化性能：利用Ce³⁺/Ce⁴⁺氧化还原转变调节催化剂的电子特性。

加速限速步骤

∙ 氨分解的限速步骤是氮在催化剂表面的重组-脱附。

∙ 新开发的催化剂优化了这一过程，显著加速了即使在较低温度下的氨分解。

得益于这些进展，该催化剂在450°C下实现了81.9%的氨转化率，超越了以往的非贵金属催化剂。与2022年开发的镍基催化剂相比，这一成果显著提升（后者在450°C下仅实现45%的转化率）。此外，在550°C下的长期稳定性测试表明，即使在长时间运行后，催化剂仍保持结构完整性和制氢效率。

研究团队计划通过进一步研究提升低温制氢效率，目标在2030年实现商业化。李秀云博士表示：“该催化剂可应用于大规模氨基制氢、氢能发电厂、加氢站以及海事工业。”韩国化学技术研究院院长李英国博士补充道：“这一突破将加速环保制氢技术的实际应用，并为基于可再生能源的可持续氢经济做出贡献。”

韩国化学技术研究院（KRICT）是一家由政府资助的非营利研究机构。自1976年成立以来，KRICT在化学、材料科学、环境科学和化学工程领域推动了国家化学技术的发展。如今，KRICT正努力成为解决化学与工程领域最具挑战性问题的全球领先研究机构，并将继续履行其职责，开发造福全球的化学技术，为维护地球健康做出贡献。更多详情请访问：https://www.krict.re.kr/eng/

该研究于2024年11月发表在《Chemical Engineering Journal》上。研究由KRICT的蔡镐正博士领导，KRICT研究员李秀云博士为第一作者。该研究得到了KRICT核心研究计划和韩国贸易、工业与能源部资助的可再生能源核心技术开发项目的支持。

翻译人：高丰言

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