一个研究小组开发出新颖且更具成本效益的合成氨分解催化剂方法，可更高效利用氨生产氢气，预计对实现氢能经济贡献重大，相关研究结果发表在《Small》杂志上。该团队由韩国能源研究所(KIER)氢能研究部的Kee Young Koo博士领导。

氨由三个氢原子和一个氮原子组成，氢含量高，是极具潜力的氢载体，可用于长距离运输和大规模储存。且全球已建成相关运输和储存基础设施，氨是更经济的氢气输送方式。不过，在需求点分解氨生产氢气的技术尚处早期开发阶段。

该技术核心是使用钌(Ru)催化剂，钌能在较低温度(500°C至600°C之间)实现氨快速分解，比其他催化剂所需温度低100°C以上。但钌是稀有金属，仅在少数国家发现，采购困难。此前，钌以纳米级形式使用，虽能最大限度发挥性能，但纳米催化剂大规模生产工艺复杂、成本高昂，阻碍了氨分解技术商业化。

为此，研究团队开发出基于多元醇工艺的新型钌催化剂合成方法，以提高催化剂经济可行性。通过该方法生产的催化剂，氨分解性能比传统催化剂提高三倍以上。

多元醇工艺通常用于将金属合成纳米颗粒，传统工艺需添加封端剂防止颗粒聚集，这会使工艺更复杂、成本更高。研究团队设计出无需封端剂控制纳米颗粒聚集的方法，重点关注有机分子(碳链)长度对颗粒聚集程度的影响，假设通过控制碳链结构和长度可有效抑制聚集。

经实验证实，使用碳链较长的丁二醇，无需添加封端剂，就能使2.5纳米大小的钌颗粒均匀分散，还验证了“B5位点”(制氢反应活性位点)的形成。所得催化剂性能显著优于现有催化剂，与不使用丁二醇的传统钌催化剂相比，活化能降低约20%，氢气形成速率提高1.7倍。以单位体积的氨分解性能比较，其效率比传统合成方法生产的催化剂高出三倍以上，凸显出优异的经济潜力。

首席研究员Kee Young Koo博士表示，本研究开发的氨分解催化剂合成技术是实用解决方案，可克服传统纳米催化剂量产局限性和成本问题，有助于氨分解催化剂技术国产化和商业化。团队还计划通过批量生产颗粒状催化剂并应用于各种氨裂解系统推进性能验证。

更多信息：Kyoung Deok Kim 等人，《多元醇介导下简便合成富含 B5 位点的 Ru 基纳米催化剂，用于氨分解制取无 COx 氢》，Small (2024)