アンモニアは肥料を始めとする化学原料として世界中で使われてきましたが、最近、エネルギー分野での利用が注目されています。その理由の一つは、アンモニアが水素キャリアとなるからです。アンモニア(NH₃)は分子中に17.8wt%の水素を蓄えています。アンモニアは液化が容易なことから、すでに液化アンモニアとして広く利用されており、貯蔵・輸送技術や安全対策は確立されています。そのため、水素をアンモニアの形でいったん貯蔵・輸送し、利用する場所で水素に変換する技術が注目されています。もちろん、水素に変換する過程でCO₂やNOxなどの有害物質を出してしまっては意味がありません。

　再エネ由来の電力を使って、アンモニアを水素と窒素に分解できれば、ゼロエミッションが達成されます。アンモニアの電気分解では陰極で水素が発生し、その間、対極(陽極)でアンモニア酸化が起こります。全体のエネルギー効率を決めているのはアンモニア酸化の方であり、アンモニア酸化を素早く行うための触媒が必要です。白金系材料はアンモニア酸化に対して高い活性を示す触媒ですが、高価である上、吸着種による被毒を受け易い、あるいは含酸素窒素種を副生するという問題があります。そのため、地球上に豊富に存在し、高性能で堅牢な触媒の開発が強く求められています。山口大学工学部の研究グループは、積層二酸化マンガンの 1ナノメートル程度の層間にニッケルイオンと銅イオンを共存させ、アンモニア含有水を電気分解したところ、陰極では水素が、陽極では100%近いファラデー効率で無害な窒素が生成することを見出しました。ニッケルイオンと銅イオンが二酸化マンガン層間に共存しないと、この効果が現れないところが興味深いところであり、ニッケルイオンがアンモニア分子を捕捉する役割を、銅イオンがアンモニア－ニッケル間の電子移動を促進する役割をそれぞれ分担していると考えています。