Ammoniak is cruciaal voor de productie van stikstofmeststoffen. Vanwege het hoge energieverbruik van industriële ammoniakproductie, de ontwikkeling van alternatieve materialen en benaderingen voor efficiënte N₂ reductie tot ammoniak onder milde omstandigheden is een lang gezocht doel.

Onlangs heeft een onderzoeksgroep onder leiding van Prof. Chen Ping en Prof. Guo Jianping van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen, in samenwerking met Prof. Tejs Vegge van de Technische Universiteit van Denemarken, ammoniak gesynthetiseerd via een chemisch lusproces gemedieerd door een overgangsmetaalvrij bariumhydride (BaH₂ ) en onthulde het mechanisme.

Deze studie is gepubliceerd in Angewandte Chemie International Edition op 2 augustus

Alkali- of aardalkalimetaalhydriden kunnen N₂ . fixeren , vormen overeenkomstige metaalimiden en H₂ . De metaalimiden ondergaan vervolgens hydrogenering tot NH₃ en metaalhydriden. De reactiemechanismen van N₂ activering, H₂ vrijgeven en NH₃ vorming over alkalihydriden is nog onduidelijk.

De onderzoekers gaven aan dat het creëren van waterstofvacatures een belangrijke rol speelde in N₂ fixatieproces gemedieerd door BaH₂ .

De creatie van waterstofvacatures leidde tot de vorming van meerdere coördinatief onverzadigde Ba-sites, die verantwoordelijk waren voor de adsorptie en activering van N₂ . De hydridische waterstof fungeerde als elektronendonor en vergemakkelijkte de activering van N₂ met gelijktijdige H₂ vrijgeven.

Ze ontdekten dat het proces functioneel leek op de moleculaire hydridocomplexen en FeMo-cofactor in stikstofase. Zowel de waterstof als het gasvormige H₂ waren betrokken bij de NH₃ vormingsproces.

"Dit is een nuttig model voor het begrijpen van de activering en hydrogenering van N₂ naar NH₃ gemedieerd door alkali- en aardalkalimetaalhydriden, wat veelbelovend is in toekomstige technologieën voor stikstoffixatie met behulp van overgangsmetaalvrije materialen, "zei Prof. Chen. + Verken verder

Nieuwe hafniumpolyhydriden supergeleidend boven 80 K