一种极大提高氨转化率的催化剂有潜力增强废水处理、可持续化学生产和氢气生成。
一组研究人员创造了一种高效的催化剂，显著提高了氨转化的效率。这项研究发表在先进能源材料上，展示了该催化剂在废水处理、绿色亚硝酸盐和硝酸盐的生产以及氢气生成方面的显著进展。
催化剂是加速化学反应的材料，通过提供更高效的反应路径，使反应更容易启动和完成。由于催化剂在反应中保持不变且不被消耗，因此可以重复使用，并在许多工业、环境和生化应用中发挥关键作用。
研究团队包括来自日本北海道大学、澳大利亚悉尼科技大学及其他机构的专家，创造了被称为NiOOH-Ni的催化剂，该催化剂通过将镍(Ni)与镍氧氢氧化物结合而成。
过量的氨会导致严重的环境问题，例如水体中肆虐的藻类繁殖，降低氧气水平并危及水生生物。在高浓度下，氨对人类健康和野生动物都构成风险。因此，有效管理和转化氨是至关重要的，但其腐蚀性特征使其处理起来具有挑战性。
研究人员通过电化学过程生产了NiOOH-Ni。他们用浸没在化学溶液中的电流处理镍泡沫，这是一种多孔物质。该处理在泡沫表面上产生了镍氧氢氧化物颗粒。尽管这些颗粒具有不规则和非晶体结构，但它们显著提高了氨转化的效率。该催化剂的独特设计使其能够在较低电压和较高电流下有效工作，相比传统催化剂具有更好的性能。
“NiOOH-Ni优于镍泡沫，反应路径因施加的电压而异，”研究的主导者、悉尼科技大学的黄正国教授表示。“在较低电压下，NiOOH-Ni产生亚硝酸盐，而在较高电压下，它则生成硝酸盐。”
这一特性使催化剂可以根据特定需求以多种方式使用。例如，它可以通过将氨转化为较少有害的化合物来帮助废水净化。或者，它也可以用于生成氢气，这是一个清洁能源。这种适应性使NiOOH-Ni成为许多应用中的宝贵工具。
“NiOOH-Ni表现出显著的耐用性和稳定性，即使在反复使用后也能保持其有效性，”参与该研究的北海道大学副教授安德烈·利亚林指出。“这使其成为传统且更昂贵的催化剂（如铂）的绝佳替代选择，因为后者对氨转化的效果较差。”
催化剂的持久可靠性使其非常适合广泛的工业应用，有潜力改变工业如何管理废水和生产清洁能源。
