氨硼烷（AB）的高效催化對于實現氫燃料受控能量釋放和解決儲氫面臨的成本挑戰具有潛力。

2024年10月23日，蘇州大學鐘俊教授、北京航空航天大學郭林教授、浙江大學陸俊教授在國際頂級期刊Nature Communications發表題為《Practical H₂ supply from ammonia borane enabled by amorphous iron domain》的研究論文。

在這里，作者報告金屬鐵晶體結構（R-Fe₂O₃泡沫）上的非晶域可以實現AB催化性能和穩定性（周轉頻率（TOF）為113.6min^?1，在900 h內約為771 L H₂，對于10×10 cm²的泡沫為43.27mL/（min cm²）），比報道的基準（45 h內大多數<14?L H₂）至少高出20倍。這些顯著的提高是由穩定的Fe晶體結構實現的，而非晶域中的缺陷和不飽和原子形成Fe-B中間體，顯著降低了H₂O和AB的解離能壘。

鑒于催化劑壽命是燃料電池實際應用中的關鍵決定因素，作者的R-Fe₂O₃泡沫還可以在驅動的商用汽車燃料電池中以穩定的功率輸出（7.8?V和1.6?A至少5小時）提供充足的氫氣供應（180?mL H₂/min，7.5?wt%H₂的AB水溶液）。

考慮到其簡單的合成方法，這些材料對于實現持久的高性能AB催化劑和氫動力汽車中可行的化學存儲非常有前景。

圖1：R-Fe₂O₃ 泡沫 (800?^oC) 在AB水溶液水解中的催化性能

圖2：R-Fe₂O₃ 泡沫 (800^oC)在AB水解中的工作機制

圖3：水解反應的DFT計算

Chen, Y., Lang, Z., Feng, K.et al.?Practical H₂?supply from ammonia borane enabled by amorphous iron domain.?Nat. Commun.?15, 9113 (2024).