„Um dem Klimawandel zu trotzen, braucht es neue Ansätze für den Abbau von Treibhausgasen“, sagt Prof. Dr. Jan Paradies von der Universität Paderborn. Der Chemiker und sein Team sind ihrem Ziel einen bedeutenden Schritt näher gekommen. Es ist den Wissenschaftler:innen gelungen, das ozonschädliche Lachgas (N2O) mithilfe einer metallfreien Katalyse und bei niedrigen Temperaturen in unschädliche Bestandteile zu zersetzen.
„Lachgas ist eine der potentesten ozonschädigenden Substanzen und hat ein 265-mal höheres Treibhauspotenzial als CO₂. Es verursacht rund sechs Prozent der globalen Erwärmung und wird in der Landwirtschaft, in industriellen sowie medizinischen Prozessen eingesetzt. Seit der industriellen Revolution ist die Konzentration in der Atmosphäre um 20 Prozent gestiegen. Angesichts dieser Umweltauswirkungen ist der Forschungsbedarf für neue und effiziente Abbaumethoden hoch“, erklärt Prof. Paradies.
Das Forscher:innenteam, bestehend aus den Doktorandinnen Rundong Zhou und Viktorija Medvaric sowie Prof. Dr. Thomas Werner und Prof. Paradies, hat den Mechanismus der Reaktion entschlüsselt: Sie wiesen nach, dass der Transfer des Sauerstoffatoms vom Lachgas (N2O) auf das Phosphoratom des Katalysators besonders leicht abläuft. Als Ergebnis der Zersetzung bleibt vom Treibhausgas lediglich unbedenklicher Stickstoff (N2) übrig, der beispielsweise nach weiterer Umwandlung in der Landwirtschaft für Düngemittel genutzt werden kann. Der innovative Aspekt des Verfahrens liegt in der Regenerierbarkeit des Katalysators: Die dabei entstehende Phosphan-Sauerstoff-Verbindung kann durch eine Reaktion mit einem Silan (einer speziellen chemischen Verbindung aus Silizium und Wasserstoff) wieder in ihren Ursprungszustand zurückversetzt werden. Dieser Prozess ermöglicht einen katalytischen Kreislauf, sodass der Katalysator kontinuierlich wiederverwendet werden kann.
Quelle
Universität Paderborn (10/2025)