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Produzione industriale di NH3 è stato eseguito dal processo Haber-Bosch per più di 100 anni, in cui la dissociazione di N2 si ritiene che le molecole di alimentazione promosse dal co-catalizzatore dell'atomo alcalino siano la fase limitante la velocità. La sintesi Haber-Bosch consuma l'1% del consumo energetico totale mondiale e rappresenta l'1,4% della CO 2 globale emissioni. Pertanto, la scala atomica approfondisce l'atomo K-N2 le interazioni della molecola su substrati metallici e, in particolare, la chimica di promozione dell'atomo alcalino, ha un significato globale.
I ricercatori dell'Università di Pittsburgh, insieme ai collaboratori teorici dell'Università di Scienza e Tecnologia della Cina, hanno studiato il precursore della catalisi Haber-Bosch su scala atomica.
In articolo di ricerca da pubblicare su Cell Reports Physical Science il 21 aprile 2022, i ricercatori, guidati da Hrvoje Petek dell'Università di Pittsburgh, sono stati in grado di osservare direttamente su scala atomica mediante la microscopia a scansione di tunnel N2 adsorbimento, loro interazioni collettive e tunneling N2 indotto da elettroni processi di desorbimento correlati alla promozione degli alcali di NH3 sintesi.
L'interazione a coppie dominante tra K e N2 è un'attrazione coulombiana elettrostatica a due centri, dove la carica si trasferisce da K a N2 indebolisce l'N2 legame molecolare verso la sua dissociazione nella sintesi di Haber-Bosch. Il K-N2 le interazioni interpretate attraverso la teoria del funzionale della densità sono in accordo con le osservazioni sperimentali.
Gli studi rivelano le interazioni primarie, nonché l'inizio della complessità correlata che definisce la promozione dell'atomo alcalino della chimica catalitica. + Esplora ulteriormente
