Исследователи Токийского научного института создали кобальтовый катализатор без драгоценных металлов, который в лаборатории синтезировал аммиак со скоростью 15,9 ммоль на грамм катализатора в час при 300 °C и давлении 0,9 МПа. Работа опубликована 28 октября в Journal of the American Chemical Society; англоязычное описание результата институт выпустил 2 ноября.

Основой системы стал метастабильный оксинитрид-гидрид бария и алюминия с антиперовскитной структурой. Он образовал тонкую оболочку на наностержнях оксида алюминия, а кобальт сам собрался на ней в небольшие кластеры. Гибкая кристаллическая решётка удерживала несколько видов отрицательно заряженных частиц, включая молекулярный анион азота (N₂)⁻, в котором связь между двумя атомами уже ослаблена.

Эксперименты с изотопными метками, спектроскопия и расчёты указали на совместную работу участков Co–Ba–Al. Барий помогал активировать молекулу азота и разрывать связь N–N, кобальт стабилизировал образовавшиеся атомы азота, а алюминиевые центры облегчали дальнейшее образование соединений N–H на пути к аммиаку. Авторы называют этот механизм отличным от ранее предложенных схем для электридных, гидридных и нитридных катализаторов.

При 300 °C и 0,9 МПа новый состав в сопоставимых лабораторных испытаниях превзошёл эталонный рутениевый катализатор и промышленный железный катализатор по скорости на массу материала; при 100 °C скорость оставалась измеримой — 70 мкмоль на грамм в час. Это ещё не замена промышленному процессу Габера — Боша: работа не показывает крупный реактор, экономику производства материала, полный энергетический баланс или длительную эксплуатацию на заводе. Результат пока устанавливает новый механизм и направление для более мягкого синтеза аммиака, а не готовую технологическую линию.