中国科学院大连化学物理研究所能源与环境小分子催化研究中心（509组群）的科研团队，在合成氨技术领域实现了重要突破。该团队由邓德会研究员、黄瑞研究员和于良研究员共同带领，通过创新研究，成功开发出一种在温和条件下直接利用氮气和水合成氨的新方法。
氨作为现代农业和化工生产的核心原料，其传统合成工艺——Haber-Bosch法，依赖高纯氢气作为原料。然而，氢气的制备过程不仅能耗高昂，且后续纯化步骤复杂，导致整体生产成本居高不下。若能直接利用丰富的水资源作为氢源，与大气中的氮气反应生成氨，将有望从源头简化合成流程，显著降低能耗和成本。
尽管这一设想极具吸引力，但实际操作中面临两大难题。首先，氮气与水直接反应在热力学上极为不利，需要输入极高能量才能启动反应。其次，反应体系中的水分子及含氧中间体会强烈竞争催化剂的活性位点，抑制氮气的吸附与活化，从而阻碍反应的动力学过程。
针对这些挑战，研究团队提出了“反应耦合”与“双位点协同”的创新策略。在热力学层面，团队引入一氧化碳（CO）作为调变剂，利用其与水中氧原子反应的强放热特性，将原本强吸热的反应转变为热力学有利反应，从而绕开了氮气与水反应的热力学限制。
在动力学层面，团队设计并构建了一种新型Au/α-MoC1-x双位点催化剂。该催化剂的界面钼（Mo）位点负责吸附并活化氮气和水，生成氨；而界面金（Au）位点则吸附一氧化碳作为“氧受体”，移除反应中产生的残余氧。这种双位点的协同作用，实现了氮气活化、水分解、加氢与氧移除等多个步骤的相互拉动与催化循环。
实验结果显示，采用这一创新策略后，原本在温和条件下不可行的氮气与水直接合成氨反应得以实现。在100摄氏度的低温下，反应即可启动；而在320摄氏度时，产氨速率高达1396微摩尔每克每小时，其性能较相同条件下利用氢气作为氢源的体系高出两倍以上。
这一研究成果不仅证实了温和反应条件下氮气和水直接合成氨的可行性，更为开发其他直接用水作为氢源的高效催化加氢过程提供了原理上的借鉴。相关研究成果已发表于国际知名学术期刊《美国化学会志》上，得到了学术界的广泛关注。
该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等多项项目的资助，为合成氨技术的绿色化、高效化发展奠定了坚实基础。
