Solid solution catalyst for low-temperature ammonia synthesis.

Abstract

Tổng hợp NH3 theo quy trình Haber-Bosch từ lâu đã được nhìn nhận là một trong những giai đoạn quan trọng nhất trong công nghiệp sản xuất phân bón, cụ thể là phân đạm. Tuy nhiên, hầu hết xúc tác sử dụng cho quy trình này đều chỉ hoạt động hiệu quả khi nhiệt độ phản ứng hơn 350oC. Hệ quả là áp suất của phản ứng cũng cần được tăng cường nhằm đảm bảo hiệu suất tổng hợp NH3 đủ lớn, từ đó gây tiêu tốn đáng kể về mặt năng lượng. Trong một nghiên cứu gần đây, GS Michikazu Hara và các cộng sự thuộc Phòng thí nghiệm Vật liệu và Cấu trúc (Viện Công nghệ Tokyo, Nhật Bản) đã đề nghị sử dụng một hệ vật liệu mới dựa trên nền tảng dung dịch rắn CaH2-BaF2 với các hạt nano Ru phủ trên bề mặt nhằm xúc tác cho phản ứng tổng hợp NH3. Nhờ sự hiện diện của ion F- trong dung dịch rắn, hệ xúc tác này có thể cho điện tử dễ dàng vào các phân tử N2, giúp quá trình tổng hợp NH3 trở nên hoàn toàn khả thi ở các khoảng nhiệt độ thấp (50, 75, 100^oC).