催化合成氨

        氨是氮肥的主要原料；同时，氨亦是人工合成几乎所有重要含氮化学品的氮源。在合成氨工业建立一个世纪后，氨又因其能量密度高、不含碳元素、易储运、相关基础设施成熟而具有了另一个身份：能源载体。现有的合成氨工业需在高温高压下进行，能耗高且碳排放量大。研发温和条件下实施的“绿色”合成氨过程不仅是重要的基础科学问题，也是国际能源化学化工领域的变革性技术需求，对我国构建清洁、低碳能源与化工体系具有重大意义。

        氢化物是一类含H‾的材料，H‾是电子/质子载体（H‾ = H⁺ + 2e），而氮气分子的活化转化需要电子与质子的给予。陈萍团队一直致力于碱（土）金属氢化物研究，对氢化物与N₂、H₂、NH₃之间存在的独特而有趣的化学作用积累了深入的认识。基于对氢化物与合成氨内在关联的认识，团队在国际上率先进行了“氢化物介导合成氨”的研究，并取得了如下进展：

        I.“氢化物-过渡金属”双活性中心催化合成氨：建立了由氢化物与过渡金属组成的新型复合催化剂体系，使得低本征活性的 3d 金属达到前所未有的低温高活性；破解了单一过渡金属催化剂上普遍存在的 Scaling  Relations，实现了温和条件下氨的高效合成；

        II.“氢化物-亚氨基化合物”介导的化学链合成氨：开创了由金属亚氨基化合物为载氮体的化学链合成氨新路径。通过“干扰”Scaling Relations，可在常压、低温下达到显著高于传统热催化过程的产氨速率。

 氢化物介导的催化及化学链合成氨过程