氨的年产量约为 200 兆吨，使其成为全球产量第二大的化学品，仅次于硫酸。
尽管可以通过多种方式生产氨，但 Haber-Bosch 工艺仍然是最常用的工艺，约占总产量的 90%。但是，Haber-Bosch 和其他涉及工业规模生产的工艺需要高温(超过 400 °C)和高压(超过 150 bar)。需要这样的条件来破坏氮中存在的强键并与氢反应生成氨(NH3)。
此类过程消耗了全球近 1% 的能源消耗，高度依赖化石燃料。因此，氨生产被认为是世界上温室气体最密集的化学制造反应，约占全球 CO2排放总量的 1.5%。此外，预计未来对氨的需求只会增加。这主要是由于它用于养活不断增长的全球人口所需的合成肥料。
气候方面以及能源和食品方面的主要挑战之一是氨的生产。今天，它是在世界上一些最大的工厂生产的。制造氨的唯一真正有效的方法是在高温高压下使用碳基原料。
Tejs Vegge，教授，VILLUM 可持续燃料和化学品科学中心 (V-Sustain)，DTU 能源
Vegge 与中国科学院大连化学物理研究所 (DICP) 的陈平教授一起领导了这项研究。
大自然非常擅长在环境压力和温度下在固氮酶等酶中制造氨。然而，该过程非常缓慢并且不可能规模化到工业生产。
Tejs Vegge，教授，VILLUM 可持续燃料和化学品科学中心 (V-Sustain)，DTU 能源
潜在的游戏规则改变者
几十年来，研究人员一直在努力寻找新的、更可持续的氨生产方法。通过与 DICP 的小组合作，Tejs Vegge 和他来自DTU 的同事、Jaysree Pan 博士和 Heine A. Hansen 副教授提出了一种可能改变游戏规则的新型复杂金属氢化物催化剂，使他们能够实现所需的温和条件氨合成。
研究人员希望他们的方法可以为生产氨的新的和更可持续的方法奠定基础。他们的研究报告在《自然催化》杂志上。
他们的工艺能够在低至 300 °C 的温度和低至 1 bar 的压力下合成氨。这种催化剂的实际使用显示出使用可再生能源小规模生产氨的前景。通常，此类系统需要在低于 400 °C 的温度和约 50 bar 的压力下工作的催化剂。
“我们相信我们的研究脱颖而出，因为这种新型催化剂实际上介于生物过程和工业过程之间。它有一些来自人类的人工过程——多相催化——以及一些来自酶促和均相催化的东西。这是一种全新的制造氨的方法，我们正在使用两全其美的方法，使我们能够显着降低温度和压力。”
没有错误的笔记
从根本上说，他们替代类型的复杂金属氢化物催化剂(Ba2RuH6和 Li4RuH6)可以催化由氮(N2)和氢(H2)形成氨。氮的减少是通过多种富含氢和电子的氢化钌配合物[RuH6]4- 实现的。
氢在中心和氮之间传输质子和电子。同时，碱金属钡或锂 (Li/Ba) 倾向于稳定反应中间体。但这个过程是高度动态的;该综合体的各个部分还具有其他功能。仅仅用了几年时间就完成了计算。
一切都与我们之前看到的不同。例如，尽管钌是氨催化中众所周知的成分，但它以不同的形式存在并且表现不同。
Tejs Vegge，教授，VILLUM 可持续燃料和化学品科学中心 (V-Sustain)，DTU 能源
Vegge 补充说：“它被氢原子包围并形成氢化物复合物，使其能够以一种新颖的方式转移氢。你可以把这个催化剂想象成一个交响乐团，每个部分都必须协同工作才能发挥作用。令人着迷的是它确实有效——没有错误的注释。”
Vegge 继续说道，“氨催化可以说是世界上研究最多的催化系统。作为一名科学家，找到一种真正的新机制来打开通往新世界的大门是非常令人满意的。然而，它也可能为以能源密集程度较低的方式生产氨开辟新的可能性。”
“今天的大型工厂需要使生产有利可图。我们的催化剂或类似概念可以在较小的、分散的工厂中进行生产。这也将减少运输，这大大增加了当今氨的价格和二氧化碳排放量，”Vegge 总结道。
