JACS：高熵合金FeCoNiAlSi有望实现合成氨的变革
纳米技术
Haber-Bosch（HB）合成氨技术对于全球范围的氨生产至关重要，但是Haber-Bosch工艺面临高能耗和高操作条件要求而受到限制，其需要在极高的压力和温度下进行。开发既能降低这些条件要求，又能保持实际生产效率的催化剂，对于实现可持续的氨合成来说至关重要。
有鉴于此，加州理工学院William A. Goddard, III教授、Alessandro Fortunelli教授、爱荷华州立大学安琪(Qi An)教授等利用量子力学（QM）和动力学蒙特卡罗（kMC）模拟，研究FeCoNi(AlSi)0.76高熵合金（HEA）的Haber-Bosch催化剂的性能。
本文要点：
（1）
机理分析表明，与纯Fe相比，高熵合金FeCoNi(AlSi)0.76的反应能垒显著降低，并且通过动力学蒙特卡罗模拟计算的预测结果，在工业条件下，高熵合金的合成氨TOF比纯Fe高65倍。
在减压（21个大气压）和适中的温度（673 K），高熵合金的氨生成速率仍能达到纯铁在极端工业条件下氨生成速率的一半，这显示出其在降低能源和压力需求方面的潜力。
（2）
这项研究证明了高熵合金在实现更节能、更可持续的合成氨生产技术方面的广阔前景。
参考文献
Yidi Shen, Luca Sementa, Duane D. Johnson, Alessandro Fortunelli*, Qi An*, and William A. Goddard III*, Revolutionizing Ammonia Synthesis: FeCoNiAlSi High-Entropy Alloy Catalyst for Low-Pressure, Low-Temperature Applications, J. Am. Chem. Soc. 2025
DOI: 10.1021/jacs.5c00606
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c00606
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