使用镍的高性能氨合成催化剂的开发！不使用贵金属的新概念催化剂技术

要点

东京工业大学元素战略研究中心的细野秀雄荣誉教授和叶天南特任助教、以及北野政明副教授等人通过组合单独使用时不显示活性的镍（Ni）和氮化镧（LaN），成功开发出一种优异的氨合成催化剂，该催化剂可与钌等贵金属催化剂相匹敌。

迄今为止，关于氨合成催化剂，一般在高温高压下使用铁，而在温和条件下使用钌。由于两种金属都会与氮牢固结合，因此作为催化剂使用时本身会发生反应。另外，镍几乎不会与氮结合，但其无法激活氮分子，因此一直没有被用作氨合成催化剂。本研究通过在镍上激活氢分子，在LaN的氮空位^[术语1]上激活氮分子，实现了极高的氨合成活性。该研究成果推翻了现有的常识，表明利用氮空位这一新的反应场，可以通过单独使用时不显示活性的金属实现优异的氨合成。

近年来开发的在温和条件下显示出高氨合成活性的催化剂都需要负载贵金属钌。因此，本研究成果作为不使用稀有且昂贵的钌的新催化剂技术非常重要，将为氨合成工艺带来新的可能性。

本研究成果已于7月16日（日本时间）在线发表于英国科学杂志《Nature》。

（图片均来自雅虎）

人工合成氨的技术“哈伯法（HB法）”是1912年由哈伯和博施确立的，现在仍是人类生活中不可或缺的一项技术。由于氨分子分解后会产生大量的氢，且在室温和10个大气压下会变成液体，因此氨有望作为燃料电池等的能源氢的运输物质，以支持氢能社会。

另一方面，HB法需要高温（400～500℃）和高压（100～300气压）的条件，因此急需一种可在更温和的条件下合成氨的技术。迄今为止，已经开发出一种可在温和条件下发挥作用的氨合成催化剂——钌，但钌是贵金属，因此希望开发出一种可在温和条件下发挥作用，且资源丰富的金属催化剂。另外，此前一直认为对氨合成显示出活性的金属必须可