Paderborner Forscher entwickeln innovative Methode gegen Lachgas!

Paderborner Forscher entwickeln innovative Methode gegen Lachgas!

Am 6. Oktober 2025 kündigt ein Team um Prof. Dr. Jan Paradies von der Universität Paderborn bahnbrechende Fortschritte in der Reduzierung von Treibhausgasen an. Sie haben neue Ansätze zur Zersetzung von Lachgas (N₂O) entwickelt, das als eine der schädlichsten Substanzen für die Ozonschicht gilt. Diese Methode basiert auf einer metallfreien Katalyse, die es ermöglicht, Lachgas bei niedrigen Temperaturen in unbedenkliche Bestandteile zu zerlegen.

Die Ergebnisse dieser Forschung wurden im angesehene Journal of the American Chemical Society veröffentlicht. Lachgas hat ein Treibhauspotenzial von 265 bis 270-mal höher als CO₂ und ist für etwa sechs Prozent der globalen Erwärmung verantwortlich. Lange Zeit wurde dieses Gas vor allem in der Landwirtschaft, Industrie und Medizin eingesetzt, jedoch hat die Konzentration von Lachgas in der Atmosphäre seit der industriellen Revolution um 20 Prozent zugenommen.

Die Bedeutung von Lachgas

Wie von der Helmholtz-Gemeinschaft erläutert, sind menschliche Emissionen von CO2 hauptverantwortlich für die globale Erwärmung, während Lachgas den Treibhauseffekt verstärkt. Es entsteht als Nebenprodukt bei der Zersetzung von Biomasse durch Mikroorganismen und weist eine enge Verbindung zur Verfügbarkeit von Stickstoff auf. Im Jahr 2020 betrug die weltweite Produktion von Kunstdünger 123 Millionen Tonnen Stickstoff, nahezu zehnmal mehr als vor 60 Jahren.

Die Landwirtschaft stellt die größte Quelle für menschgemachtes Lachgas dar. Seit den 1980er Jahren sind die Emissionen in diesem Sektor um mehr als 45 Prozent gestiegen. Weitere Emissionen entstehen auch in Gewässern, wo reaktiver Stickstoff, insbesondere während Algenblüten, Lachgas freisetzt. In Europa haben jedoch politische Maßnahmen zur Reduzierung des Düngereinsatzes dazu geführt, dass die Lachgas-Emissionen etwas gesenkt werden konnten. Dennoch sind diese Werte weiterhin zu hoch, um die Ziele des Pariser Klimaabkommens zu erreichen.

Forschungsbedarf und innovative Ansätze

Die Dringlichkeit, neue Abbaumethoden für Lachgas zu entwickeln, ist aufgrund seiner Umweltauswirkungen nicht zu unterschätzen. Das Team um Prof. Paradies, bestehend aus den Doktorandinnen Rundong Zhou und Viktorija Medvaric sowie Prof. Dr. Thomas Werner, hat mit ihren Forschungen einen vielversprechenden Weg eingeschlagen. Der Transfer des Sauerstoffatoms vom Lachgas zum Phosphoratom des Katalysators verläuft besonders effizient, und am Ende der Reaktion bleibt ein unbedenklicher Stickstoff zurück, der in der Landwirtschaft als Düngemittel verwendet werden kann.

Zusätzlich kann die neu entdeckte Phosphan-Sauerstoff-Verbindung durch eine Reaktion mit Silan wieder in ihren Ursprungszustand versetzt werden. Dieser Katalyseprozess eröffnet zahlreiche Möglichkeiten zur nachhaltigen Nutzung von Lachgas und trägt somit aktiv zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen bei. Angesichts der anhaltenden Herausforderungen im Kampf gegen den Klimawandel ist jeder Fortschritt dieser Art von großer Bedeutung.