Haber-Bosch（HB）合成氨技術對于全球范圍的氨生產至關重要，但是Haber-Bosch工藝面臨高能耗和高操作條件要求而受到限制，其需要在極高的壓力和溫度下進行。開發既能降低這些條件要求，又能保持實際生產效率的催化劑，對于實現可持續的氨合成來說至關重要。
有鑒于此，加州理工學院William A. Goddard, III教授、Alessandro Fortunelli教授、愛荷華州立大學安琪(Qi An)教授等利用量子力學（QM）和動力學蒙特卡羅（kMC）模擬，研究FeCoNi(AlSi)0.76高熵合金（HEA）的Haber-Bosch催化劑的性能。
本文要點：
（1）
機理分析表明，與純Fe相比，高熵合金FeCoNi(AlSi)0.76的反應能壘顯著降低，并且通過動力學蒙特卡羅模擬計算的預測結果，在工業條件下，高熵合金的合成氨TOF比純Fe高65倍。
在減壓（21個大氣壓）和適中的溫度（673 K），高熵合金的氨生成速率仍能達到純鐵在極端工業條件下氨生成速率的一半，這顯示出其在降低能源和壓力需求方面的潛力。
（2）
這項研究證明了高熵合金在實現更節能、更可持續的合成氨生產技術方面的廣闊前景。
參考文獻
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
