日本科學家發現了一種化合物——乙銨碘化鉛，可以安全高效地儲存和釋放氨。這一發現具有作為無碳氫載體的潛力，有助於向脫碳社會的過渡。日本理化學研究所突發物質科學中心(CEMS) 的研究人員發現了一種利用化學反應來儲存氨的化合物，有可能提供一種更安全、更簡單的方法來儲存這種重要的化學物質。

 這一發現於7月10日發表在《美國化學會雜誌》上，不僅使安全、方便地儲存氨成為可能，而且還使重要的氫得以攜帶。這一發現應該有助於引領通往具有實用氫經濟的脫碳社會的道路。

為了讓社會從碳基能源轉向氫基能源，我們需要一種安全的方式來儲存和運輸氫氣，而氫氣本身是高度可燃的。一種方法是將其存儲為另一個分子的一部分，並根據需要提取它。氨，化學式為NH3，是一種很好的氫載體，因為每個分子中包含三個氫原子，按重量計算，氨中幾乎20% 是氫。

通過化學轉化儲存和提取氨期間顏色和晶體結構的可逆變化。圖片來源：RIKEN

然而，問題在於氨是一種高度腐蝕性氣體，難以儲存和使用。目前，氨通常通過在遠低於冰點的溫度下液化來儲存在耐壓容器中。多孔化合物也可以在常溫常壓下儲存氨，但儲存容量較低，且氨不易回收。這項新研究報告了鈣鈦礦的發現，這種材料具有獨特的重複晶體結構，可以輕鬆儲存氨，並且可以在相對較低的溫度下輕鬆完整地恢復可用狀態。

RIKEN CEMS 的Masuki Kawamoto 領導的研究小組專注於鈣鈦礦乙基碘化鉛銨(EAPbI3)，化學式為CH3CH2NH3PbI3。他們發現其一維柱狀結構在室溫和壓力下與氨發生化學反應，並動態轉變為二維層狀結構，稱為氫氧化碘化鉛或Pb(OH)I。這一過程的結果是，氨通過化學轉化儲存在層狀結構內。因此，EAPbI3 可以安全地將腐蝕性氨氣作為氮化合物儲存，其過程比在壓力容器中-33°C (-27.4°F) 下液化要便宜得多。更重要的是，回收儲存的氨的過程也同樣簡單。

“令我們驚訝的是，通過輕輕加熱，儲存在乙基碘化鉛銨中的氨可以很容易地提取出來，”川本說。儲存的氮化合物在50°C (122°F) 真空條件下發生逆反應並返回氨。該溫度遠低於從多孔化合物中提取氨所需的150°C (302°F) 或更高溫度，使EAPbI3 成為以簡單且經濟高效的工藝處理腐蝕性氣體的優異介質。此外，鈣鈦礦恢復一維柱狀結構後可以重複使用，從而可以重複儲存和提取氨。額外的好處是，通常為黃色的化合物在反應後變成白色。Kawamoto 表示，“該化合物在儲存氨時能夠改變顏色，這意味著可以開發基於顏色的氨傳感器來確定儲存的氨量。”

新的存儲方法有多種用途。在短期內，研究人員開發了一種安全的氨儲存方法，該方法已經在社會上有多種用途，從肥料到藥品再到紡織品。RIKEN CEMS 的合著者Yoshihiro Ito 說道，“從長遠來看，我們希望這種簡單而有效的方法能夠成為通過使用氨作為無碳氫來實現脫碳社會的解決方案的一部分載體。”

這項研究將有助於實現聯合國製定的2016年可持續發展目標（SDG），特別是目標7：負擔得起的清潔能源和目標13：氣候行動。