Producción industrial de NH₃ ha sido realizado por el proceso de Haber-Bosch durante más de 100 años, en el que la disociación de N₂ Se cree que las moléculas de materia prima promovidas por el cocatalizador de átomos alcalinos son el paso limitante de la velocidad. La síntesis de Haber-Bosch consume el 1 % del consumo total de energía del mundo y representa el 1,4 % del CO₂ global. emisiones Por lo tanto, la comprensión a escala atómica del átomo de K-N₂ interacciones de moléculas en sustratos metálicos y específicamente, la química de promoción de átomos alcalinos, tiene un significado global.

Investigadores de la Universidad de Pittsburgh, junto con colaboradores teóricos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, han investigado el precursor de la catálisis de Haber-Bosch a escala atómica.

En un artículo de investigación que se publicará en Cell Reports Physical Science el 21 de abril de 2022, los investigadores, dirigidos por Hrvoje Petek de la Universidad de Pittsburgh, pudieron observar directamente a escala atómica mediante microscopía de túnel de barrido el N₂ adsorción, sus interacciones colectivas y tunelización de N₂ inducida por electrones procesos de desorción que están relacionados con la promoción alcalina de NH₃ síntesis.

La interacción dominante por pares entre K y N₂ es una atracción de Coulomb electrostática de dos centros, donde la transferencia de carga de K a N₂ debilita el N₂ enlace molecular hacia su disociación en la síntesis de Haber-Bosch. El K-N₂ las interacciones interpretadas a través de la teoría funcional de la densidad están de acuerdo con las observaciones experimentales.

Los estudios revelan las interacciones primarias, así como el inicio de la complejidad correlacionada que define la promoción del átomo alcalino de la química catalítica. + Explora más

ESR-STM en moléculas individuales y estructuras basadas en moléculas