Phản ứng giữa nitơ (N₂) và hydro (H₂) để tạo ra amonia (NH₃) thường được thực hiện thông qua phản ứng Haber-Bosch. Phản ứng này có thể được biểu diễn như sau:

\[ N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g) \]

Để xúc tác cho phản ứng này, người ta sử dụng một số loại xúc tác kim loại, phổ biến nhất là sắt (Fe) được pha tạp với các hợp chất khác như oxit nhôm (Al₂O₃) và kali (K) để cải thiện hiệu suất. Xúc tác này giúp giảm nhiệt độ và áp suất cần thiết cho phản ứng, đồng thời tăng tốc độ phản ứng, qua đó sản xuất amonia hiệu quả hơn.

Các yếu tố như nhiệt độ, áp suất và tỷ lệ giữa nitơ và hydro cũng ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của quá trình này. Nhiệt độ phổ biến để phản ứng này diễn ra thường nằm trong khoảng từ 400 đến 500 độ C, và áp suất từ 150 đến 300 atm.

Ngoài ra, nghiên cứu cũng đang tìm kiếm các loại xúc tác mới với hiệu suất cao hơn và bền hơn trong quá trình sản xuất amonia.