新型结构的钌催化剂结构
合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。别名氨气，分子式为NH3，英文名：syntheticammonia。世界上的氨除少量从焦炉气中回收外，绝大部分是合成的氨。
工业上常用的合成氨催化剂为铁系，成本较低，但寿命不理想，O2、CO、CO2和水蒸气等都能使其中毒。后来开发了钌系催化剂，催化效率和活性都有大幅提升，但综合成本还是较高。
日本科技研究院材料与结构实验室2012年12月初宣布开发出一种高性能氨合成催化剂。其效率比商业化钌基催化剂高出一个数量级，可使氢气和氮气反应所需的能量减少一半。研究人员认为，该成果反应条件温和，将有助于开发更加环保的合成氨路线。研究人员已经与一家日本公司合作，计划5-10年使该技术实现商业化。
该催化剂通过将钌原子封存于铝酸钙电子化合物的纳米尺寸笼内，铝酸钙电子化合物又使电子限制在笼内。电子化合物12CaO·7Al2O3 (缩写为C12A7)是在水泥中发现的组分。研究团队开发了C12A7电子化合物系统，并应用电子化合物作为氨合成的催化剂。通过电子的返回捐赠，它能够提高氮气在钌上的离解程度，并能可逆地储存氢，从而有效抑制氢吸附对钌表面的毒害。在压力0.1-1.0兆帕(氮氢比为3)时，采用该催化剂，氨合成要比铯掺入氧化镁载体的钌催化剂要快10倍。目前，化学家正在努力通过增加C12A7电子化合物的表面积改进性能，并且加快开发工业催化剂。