促进氨合成的新型氢化物——同时实现大气稳定性和高催化活性

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摘要：研究小组发现，当氢离子（H-）取代具有填充鳞石英结构的铝酸钡“”中的部分氧时，成为电子化合物“-xHy：ez”，可作为钴催化剂载体，比现有的钌催化剂取得更高的催化氨合成活性。

关键词：氨合成，氢化物，钴催化剂，钌催化剂，铝酸钡，催化剂载体

关键点

• 通过将鳞石英型结构中的部分氧替换为含有H-的阳离子，开发出一种新材料，该材料可以稳定晶体结构空间中激活氮所需的电子。

• 电子在三维连接的 AlO4 四面体框架的间隙中受到保护，即使暴露在空气中也能保持稳定

• 通过将这种新材料与钴催化剂相结合，即使在低温下也可以实现高氨合成活性，而无需使用昂贵的金属催化剂（如钌），有助于实现利用氢能的脱碳社会

研究团队发现，当氢离子（H-）取代具有填充鳞石英结构的铝酸钡“”中的部分氧时，变为电子化合物“-xHy:ez”。此外，这种新材料作为钴催化剂的载体时，比现有的钌催化剂实现了更高的催化氨合成活性。

为了建设氢能社会，人们开始关注将可再生能源中的氢转化为氨的“绿色氨合成”，世界各地都在开发相关催化剂。特别是据报道，在可以降低环境负荷的低温氨合成中，含有H-的催化剂材料可以有效发挥作用，但这些材料大多存在“暴露在大气中后活性大大降低”的问题。

在这种提高钴催化剂活性的新材料“-xHy：e-z”中，三维连接的AlO4四面体形成笼状骨架，H-和电子稳定地进入晶体结构内部的空间并受到保护，提高了钴催化剂对气氛的稳定性，可以克服传统含H材料对气氛的弱点。此外，由于电子进入空间的强给电子性质以及H-进入晶格的作用，可以大大促进氮在钴催化剂表面的解离和加氢，从而达到作为钴催化剂的世界最高性能水平。

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