Électride C12A7:e– chargé en Ru comme catalyseur pour la synthèse de l'ammoniac

La production massive artificielle d'ammoniaque a soutenu l'augmentation de la population humaine et de la civilisation moderne pendant plus de 100 ans. Cependant, la production d'ammoniac plus efficace est désormais une préoccupation significative pour la société. Ici, nous montrons que l'électride C12A7:e– chargé en Ru dérivé de 12CaO·7Al2O3 (C12A7:O2–) agit comme un catalyseur efficace et stable pour la synthèse de l'ammoniac. La synthèse de l'ammoniac sur des nanoparticules de Ru chargées de C12A7:e– (Ru/C12A7:e–) se distingue des autres catalyseurs conventionnels tant par son mécanisme que par ses propriétés. L'adsorption dissociative des molécules de N2, qui constitue la plus grande barrière énergétique dans la synthèse de l'ammoniac pour les catalyseurs conventionnels, n'est plus l'étape limitante de vitesse pour le catalyseur Ru/C12A7:e–. De plus, le Ru sur l'électride empêche l'inhibition de la synthèse de l'ammoniac par des adatomes d'hydrogène, connue sous le nom de poisonnement par hydrogène, qui est un inconvénient commun et sérieux des catalyseurs de Ru. Cette caractéristique permet la formation d'ammoniac très efficace sur le catalyseur Ru/C12A7:e–.