中國科學院大連化學物理研究所能源與環境小分子催化研究中心（509組群）的科研團隊，在合成氨技術領域實現了重要突破。該團隊由鄧德會研究員、黃瑞研究員和于良研究員共同帶領，通過創新研究，成功開發出一種在溫和條件下直接利用氮氣和水合成氨的新方法。

氨作為現代農業和化工生產的核心原料，其傳統合成工藝——Haber-Bosch法，依賴高純氫氣作為原料。然而，氫氣的制備過程不僅能耗高昂，且后續純化步驟復雜，導致整體生產成本居高不下。若能直接利用豐富的水資源作為氫源，與大氣中的氮氣反應生成氨，將有望從源頭簡化合成流程，顯著降低能耗和成本。

盡管這一設想極具吸引力，但實際操作中面臨兩大難題。首先，氮氣與水直接反應在熱力學上極為不利，需要輸入極高能量才能啟動反應。其次，反應體系中的水分子及含氧中間體會強烈競爭催化劑的活性位點，抑制氮氣的吸附與活化，從而阻礙反應的動力學過程。

針對這些挑戰，研究團隊提出了“反應耦合”與“雙位點協同”的創新策略。在熱力學層面，團隊引入一氧化碳（CO）作為調變劑，利用其與水中氧原子反應的強放熱特性，將原本強吸熱的反應轉變為熱力學有利反應，從而繞開了氮氣與水反應的熱力學限制。

在動力學層面，團隊設計并構建了一種新型Au/α-MoC1-x雙位點催化劑。該催化劑的界面鉬（Mo）位點負責吸附并活化氮氣和水，生成氨；而界面金（Au）位點則吸附一氧化碳作為“氧受體”，移除反應中產生的殘余氧。這種雙位點的協同作用，實現了氮氣活化、水分解、加氫與氧移除等多個步驟的相互拉動與催化循環。

實驗結果顯示，采用這一創新策略后，原本在溫和條件下不可行的氮氣與水直接合成氨反應得以實現。在100攝氏度的低溫下，反應即可啟動；而在320攝氏度時，產氨速率高達1396微摩爾每克每小時，其性能較相同條件下利用氫氣作為氫源的體系高出兩倍以上。

這一研究成果不僅證實了溫和反應條件下氮氣和水直接合成氨的可行性，更為開發其他直接用水作為氫源的高效催化加氫過程提供了原理上的借鑒。相關研究成果已發表于國際知名學術期刊《美國化學會志》上，得到了學術界的廣泛關注。

該研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金等多項項目的資助，為合成氨技術的綠色化、高效化發展奠定了堅實基礎。