氨作為一種氫載體，其中每個(gè)氮原子結(jié)合了三個(gè)氫原子，含氫量高達(dá)17.6%。雖然其含氫量極高，但利用其中的氫并非易事。大多數(shù)氨裂解需要在大型設(shè)施中進(jìn)行的，操作溫度至少在650-1000℃。此外，氨裂解所需的熱催化劑通常為相當(dāng)稀有和昂貴的鉑族金屬（如釕等）。由此可以看出萊斯大學(xué)所開(kāi)發(fā)的這種只使用銅和鐵在室溫下即可進(jìn)行氨裂解的技術(shù)具有重要的價(jià)值。

萊斯大學(xué)的該研發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)從事了30年的 “天線-反應(yīng)器 ”等離激元光催化劑（"antenna-reactor" plasmonic photocatalysts）的開(kāi)發(fā)工作。這些催化劑為納米顆粒，表面上點(diǎn)綴著 "天線 "材料，旨在提高催化劑的光吸收能力。經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，這類光催化劑能夠從環(huán)境光—無(wú)論是太陽(yáng)光，還是來(lái)自低能量LED的光—中吸收能量，并釋放出 "熱電子"，其能量即使在環(huán)境溫度下也足以啟動(dòng)一個(gè)有效的化學(xué)反應(yīng)。

該團(tuán)隊(duì)所報(bào)道的用于氨裂解的 “天線-反應(yīng)器”型光催化劑以鐵作為其反應(yīng)器(reactor)，銅為天線(antenna)，在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中，該催化劑所展示出的效率和反應(yīng)性可與銅-釕相媲美。該研究最初的測(cè)試是在一個(gè)微小的實(shí)驗(yàn)裝置中使用激光器產(chǎn)生的光進(jìn)行的。研究者之一Naomi Halas也是Syzygy Plasmonics公司的聯(lián)合創(chuàng)始人，該公司旨在將萊斯團(tuán)隊(duì)的工作商業(yè)化，建造了一個(gè)大約500倍大的測(cè)試裝置，使用高效的LED照明代替激光。在該放大裝置中，催化劑仍然一樣地高效。Halas表示，“這是科學(xué)文獻(xiàn)中的第一份報(bào)告，表明用LED的光催化作用可以從氨中產(chǎn)生克數(shù)級(jí)的氫氣。”

銅鐵光催化劑避免了貴金屬的使用，能夠使從氨中提取氫氣變得更加便宜和容易。此外，它在不需要熱量的情況下進(jìn)行，能夠節(jié)省能源。而更重要的是，它將引領(lǐng)一種小型、可靠、輕量級(jí)和常溫的氨裂解裝置。Syzygy公司表示，其所開(kāi)發(fā)的最初版本的Rigel光催化反應(yīng)器產(chǎn)品大約有一臺(tái)小型洗衣機(jī)那么大，每天可處理大約一噸，這取決于它所運(yùn)行的具體反應(yīng)。這些反應(yīng)器可以堆疊起來(lái)；如果需要更大的產(chǎn)量，則可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)反應(yīng)器。

該研究的另一位成員Emily Carter補(bǔ)充說(shuō)，“鑒于其大幅減少化工行業(yè)碳排放的潛力，天線-反應(yīng)器光催化劑值得進(jìn)一步研究，其他來(lái)源豐富的金屬組合有可能作為具有良好成本效益的催化劑用于廣泛的化學(xué)反應(yīng)”。