可再生能源的储存和运输是制约其大规模使用的瓶颈。氨作为一种化学储能载体，近年来逐渐受到学术界及产业界的广泛关注。这主要是由于氨具有一些非常重要的属性，例如氨分子中不含碳元素，氨具有较高的储氢量（17.6 wt%）、质量能量密度（22.5 MJ/kg）和体积能量密度（11.5 MJ/L），氨便于储存和运输，以及人们在氨的合成及使用方面具有非常成熟的实践经验等。
氨作为能源或氢源载体，其内涵主要包括氨的绿色合成、氨的分离与储运，以及氨的利用和转化三个方面。近年来，世界上许多国家政府、研究机构及知名企业对此进行积极部署，取得了诸多新进展，许多新材料与新方法不断涌现。本工作系统总结了近年来以“氨作为能源载体”为目标开展的相关新方法和新材料方面的研究进展，并对这些过程所面临的科学挑战和机遇进行了分析和讨论。
在合成氨方面，该工作介绍了当前“绿色合成氨”的社会需求，并分别介绍了不同合成氨方式（热催化、化学链、光/电催化、等离子体催化）所具有的优势及存在的挑战，重点介绍了（多相、电、光及等离子体）催化新材料、化学链载氮体等方面的研究进展，并对各种合成氨方式未来的研发思路进行了评述。在氨的利用与转化方面，该工作阐述了氨能源利用的目标，并从氨热分解制氢、氨电氧化制氢、氨电解制氢、氨燃料电池和氨催化燃烧等方面，介绍了不同氨利用方式的优势，面临的挑战，以及在多相催化材料、电极材料开发方面的最新研究进展，分别对各种氨利用方式在未来的研发思路进行了评述。该工作还对氨的分离、存储及消除所需的吸收与吸附材料方面的研究进展进行了介绍。此外，该工作对氨基能源的研究前景进行了展望，并指出未来的研究可能需要集合催化化学、光/电化学、材料科学、化学工程等领域的知识，共同解决氨基能源发展所面临的难题。
陈萍团队长期从事储氢材料和多相催化研究。近年来，在氨作为能源载体方面取得了系列研究进展，先后提出了“过渡金属-碱金属亚氨基化物”复合氨分解催化剂（Angew. Chem. Int. Ed.，2015）、“过渡金属-氢化物”双中心合成氨催化剂（Nat. Chem.，2017；Angew. Chem. Int. Ed.，2017；J. Am. Chem. Soc.，2018），并建立了金属亚氨基化物作为载氮体的低温化学链合成氨新体系（Nat. Energy，2018）。
该工作以“Emerging Materials and Methods toward Ammonia-Based Energy Storage and Conversion” 为题于近日发表在《先进材料》（Advanced Materials）上。该工作的第一作者是DNL1901的2017届常菲博士和高文波副研究员。该工作得到科技部、自然基金委、中科院青促会等项目资助。（文/图 高文波）
文章链接：https://doi.org/10.1002/adma.202005721
