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韩国研究人员开发出一种基于钴铁（CoFe）的非贵金属氨分解催化剂，推动了环保制氢。
韩国化学技术研究院（KRICT）李秀云博士和蔡浩正博士研究组将氧化铈（CeO₂）加入到钴铁层状双氧化物（LDO）结构中，成功开发出了高性能氨分解催化剂。这一创新使在较低温度下的氨分解效率更高。
氨（NH₃）作为一种无碳氢载体，因其高储氢能力和运输效率而备受关注。
然而，从氨中提取氢需要一个高温分解过程，通常需要催化剂。钌（Ru）催化剂在该反应中表现出最高的效率，但其高昂的成本和对高温的需求对大规模应用构成了重大障碍。
为了克服这些困难，研究组开发出了用氧化铈（CeO₂）增强的钴铁（CoFe）基非贵金属催化剂。该催化剂在较低温度下具有较高的氨分解效率，确保了成本效益和长期稳定性。
掺入氧化铈的优点：
1、防止颗粒团聚：调整CoFe基LDO催化剂的表面结构，防止金属纳米颗粒烧结。
2、增强催化性能：利用Ce³/Ce⁴⁺的氧化还原跃迁来调节催化剂的电子特性。
促进速率控制的步骤：
1、氨分解的速率控制步骤是从催化剂表面脱附氮。
2、新开发的催化剂优化了这一过程，即使在较低的温度下也能显著加速氨的分解。
由于这些进步，该催化剂在450°C下实现了81.9%的氨转化率，超过了以前的非贵金属催化剂。
与2022年的镍基催化剂相比，这标志着显著的进步，后者在450°C下的转化率仅为45%。
此外，在550°C下的长期稳定性测试表明，即使长时间运行，催化剂也能保持结构完整性和制氢效率。
研究组的目标是，通过进一步的研究，进一步提高低温制氢效率，到2030年实现商业化。
李秀云博士说：“该催化剂可应用于大规模氨制氢、氢发电厂、氢加氢站和海事工业。”
韩国科学技术研究院院长李永国博士表示：“这一突破将加速环保制氢技术的实际实施，并为以可再生能源为基础的可持续氢经济做出贡献。”
（素材来自：KRICT 全球氢能网、新能源网综合） |
