L’ammoniac, une référence sans carbone, peut être divisé en essence d’azote et d’hydrogène à l’aide de catalyseurs métalliques comme le nickel (Ni). Cependant, ces réponses nécessitent souvent des températures de fonctionnement assez élevées. Aujourd’hui, les scientifiques de l’Institut des technologies de Tokyo (Tokyo Tech) souffrent d’un catalyseur d’assurance nationale soutenu par un supplément de calcium imide (CaNH) très efficace qui peut décomposer l’ammoniac à des températures inférieures de 100 ° C à celles requises par les catalyseurs Ni conventionnels. Ce nouveau catalyseur encourageant pourrait nous rapprocher de la production durable d’essence à hydrogène.
L’urgence climatique mondiale actuelle et nos ressources énergétiques qui diminuent rapidement amènent des personnes à la recherche d’alternatives plus propres comme l’hydrogène. Lorsqu’il est brûlé en présence d’oxygène, l’essence à hydrogène génère d’énormes quantités de gaz à effet de serre, mais aucun des gaz à effet de serre nocifs, contrairement aux combustibles fossiles. Malheureusement, la majeure partie de l’énergie hydrogène produite aujourd’hui provient du gaz naturel ou de carburants non renouvelables, ce qui augmente finalement son impact carbone.
Ammoniac (NH 3 ), un composé d’hydrogène neutre en carbone a suscité beaucoup d’intérêt en raison de sa densité cardio et de sa capacité de stockage d’hydrogène plus élevée. Il peut être décomposé pour produire de l’azote et de l’hydrogène gazeux. L’ammoniac pourrait être facilement liquéfié, conservé et transporté, et converti en hydrogène gazeux si nécessaire. Néanmoins, la production d’hydrogène à partir d’ammoniac est vraiment une réaction lente avec des besoins énergétiques très élevés. Pour accélérer la création, des catalyseurs métalliques sont souvent utilisés, ce qui contribue également à ralentir l’apport énergétique global lors de la fabrication de l’hydrogène.
Les études actuelles ont montré que le Nickel (Ni) est vraiment un catalyseur prometteur pour obtenir l’ammoniac de fractionnement. L’ammoniac est adsorbé sur les catalyseurs Ni, après quoi les réserves entre l’azote et l’hydrogène dans l’ammoniac sont rompues et libérées sous forme de gaz. Cependant, obtenir une bonne conversion associée à l’ammoniac à l’aide d’un catalyseur d’assurance nationale nécessite souvent des températures de fonctionnement très élevées.
Dans une dernière étude publiée dans Catalyse ACS , l’équipe de scientifiques de Tokyo Technology dirigée par le professeur Connect Masaaki Kitano a décrit une solution pour surmonter les problèmes rencontrés par les catalyseurs à base de Ni. Ils ont développé le catalyseur Ni supporté par l’imide de calcium (CaNH) de pointe qui peut atteindre une bonne conversion de l’ammoniac à des températures de fonctionnement réduites. Le docteur Kitano explique : « Notre objectif était de créer une invite très active qui serait économe en énergie. Notre propre ajout de l’imide métallique au système prompt a non seulement amélioré son action catalytique, mais nous a également tous aidés à démêler le mécanisme de travail évasif associé à de tels systèmes. ”
Le groupe a découvert que la présence de CaNH a entraîné le développement de NH 2- postes vacants (V NH ) sur la surface du conducteur. Ces variétés actives ont permis d’améliorer les performances catalytiques du Ni/CaNH à des températures de réponse inférieures de 100 °C à celles essentielles au fonctionnement associé aux catalyseurs à base de Ni. Les chercheurs ont également créé des modèles informatiques et effectué un étiquetage isotopique pour comprendre ce qui se passe sur la surface du conducteur. Les calculs ont proposé une Mars -système van Krevelen qui impliquait l’adsorption d’ammoniac sur la surface CaNH, son activation dans le NH 2- ouvertures de sites, formation associée à l’azote et à l’hydrogène gazeux, et enfin reconstruction de sites de vacance promus par l’Assurance nationale nanoparticules.
Le catalyseur Ni/CaNH particulièrement actif et robuste pourrait être déployé avec succès pour cette génération d’hydrogène gazeux à partir d’ammoniac. En outre, le mécanisme associé à la catalyse fourni par cette étude particulière peut être utilisé pour créer une nouvelle génération associée aux catalyseurs. “Alors que le monde travaille ensemble pour développer un développement durable à long terme, notre recherche vise à résoudre les courbes d’apprentissage rencontrées par notre méthode pour une économie de carburant à hydrogène plus propre”, conclut le Dr . Kitano.
Il s’agit d’un rayon d’espoir pour la mission mondiale à faibles émissions de carbone !
Point de référence : « La décomposition de l’ammoniac plus que les catalyseurs Ni supportés par CaNH via un NH 2– -Mécanisme Mars-van Krevelen à médiation par les postes vacants “par Kiya Ogasawara, Takuya Nakao, Kazuhisa Kishida, Tian-Nan Ye, Yangfan Lu, Hitoshi Abe, Yasuhiro Niwa, Masato Sasase, Masaaki Kitano plus Hideo Hosono, 19 août 2021, Catalyse ACS .
DOI : 10. 1021/acscatal. 1c01934
