東京科學大學開發了一項相較於既有方法可在更低的溫度與壓力條件下製造氨的新型「氫化鐵觸媒」。
利用於氮肥等用途的氨係採用哈伯法(Haber–Bosch Process HB)進行生產,然而採用哈伯法需要高溫、高壓條件,故有消耗大量能源的問題。東京科學大學透過不同於既有觸媒的觸媒結構設計,開發出在金屬鐵粒子上負載鋁氫化物之氫化鐵觸媒。此觸媒是在氨生產過程中由添加鋁的鐵鏽(Fe2O3)自動生成,與既有觸媒相比,可在更低的溫度與壓力下製造更大量的氨。
目前以將金屬奈米粒子固定於比表面積較大之機能性材料(載體)上的「負載型觸媒結構」的觸媒為主流,而此方法的缺點在於雖然單位重量的觸媒性能高,但單位體積的觸媒性能較低。因此,東京科學大學採用了反轉負載觸媒的結構,並以此結構做為能強烈提供電子的電子供體,開發出氫化鋁。
氫化鋁原本是一種經過複雜工序合成的材料。然而,東京科學大學成功地透過將在金屬鐵粒子表面固定奈米級氫化鋁的簡單方式,製作出氫化鐵觸媒。另已證實氫化鐵觸媒可在50 ℃的低溫下生產氨,在現有的氨製造工廠使用之際,將可比既有方法提高280%以上的能量回饋。
目前氫化鐵觸媒的量產化已在規劃中,且東京科學大學預期利用此觸媒的低價氨製造將可望在未來5年內實現。