باحثون من بادربورن يطورون طريقة مبتكرة ضد غاز الضحك!

باحثون من بادربورن يطورون طريقة مبتكرة ضد غاز الضحك!

في 6 أكتوبر 2025، قام فريق بقيادة الأستاذ الدكتور جان باراديس من جامعة بادربورن تقدم كبير في الحد من غازات الدفيئة. لقد طوروا أساليب جديدة لتحلل أكسيد النيتروز (N₂O)، الذي يعتبر من أكثر المواد الضارة بطبقة الأوزون. تعتمد هذه الطريقة على الحفز الخالي من المعادن، مما يجعل من الممكن تفكيك أكسيد النيتروز إلى مكونات غير ضارة عند درجات حرارة منخفضة.

ونشرت نتائج هذا البحث في المجلة المرموقة للجمعية الكيميائية الأمريكية. يمتلك أكسيد النيتروز قدرة على إحداث الاحتباس الحراري أعلى بمقدار 265 إلى 270 مرة من ثاني أكسيد الكربون وهو مسؤول عن حوالي ستة بالمائة من ظاهرة الاحتباس الحراري. ولفترة طويلة، استخدم هذا الغاز في المقام الأول في الزراعة والصناعة والطب، لكن تركيز أكسيد النيتروز في الغلاف الجوي زاد بنسبة 20 في المائة منذ الثورة الصناعية.

معنى غاز الضحك

مثل من جمعية هيلمهولتز ويوضح أن الانبعاثات البشرية لثاني أكسيد الكربون هي المسؤولة في المقام الأول عن ظاهرة الاحتباس الحراري، في حين أن أكسيد النيتروز يزيد من ظاهرة الاحتباس الحراري. ويتكون كمنتج ثانوي لتحلل الكتلة الحيوية بواسطة الكائنات الحية الدقيقة وله ارتباط وثيق بتوفر النيتروجين. وفي عام 2020، بلغ الإنتاج العالمي من الأسمدة الصناعية 123 مليون طن من النيتروجين، أي ما يقرب من عشرة أضعاف ما كان عليه قبل 60 عامًا.

الزراعة هي أكبر مصدر لأكسيد النيتروز من صنع الإنسان. منذ الثمانينيات، زادت الانبعاثات في هذا القطاع بأكثر من 45 بالمائة. وتنشأ المزيد من الانبعاثات أيضًا في المياه حيث يطلق النيتروجين التفاعلي أكسيد النيتروز، خاصة أثناء ازدهار الطحالب. ولكن في أوروبا، أدت التدابير السياسية للحد من استخدام الأسمدة إلى انخفاض طفيف في انبعاثات أكسيد النيتروز. ومع ذلك، فإن هذه القيم لا تزال مرتفعة للغاية لتحقيق أهداف اتفاق باريس للمناخ.

الاحتياجات البحثية والأساليب المبتكرة

لا يمكن الاستهانة بالحاجة الملحة لتطوير طرق تعدين جديدة لأكسيد النيتروز بسبب تأثيرها البيئي. لقد اتخذ الفريق المحيط بالبروفيسور باراديز، والذي يتكون من طلاب الدكتوراه روندونغ تشو وفيكتوريا ميدفاريك بالإضافة إلى البروفيسور الدكتور توماس ويرنر، طريقًا واعدًا في أبحاثها. يعتبر نقل ذرة الأكسجين من أكسيد النيتروز إلى ذرة الفوسفور في المحفز فعالا بشكل خاص، وفي نهاية التفاعل يبقى نيتروجين غير ضار يمكن استخدامه كسماد في الزراعة.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن إعادة مركب الفوسفين والأكسجين المكتشف حديثًا إلى حالته الأصلية من خلال التفاعل مع السيلان. تفتح عملية التحفيز هذه إمكانيات عديدة للاستخدام المستدام لأكسيد النيتروز وبالتالي تساهم بشكل فعال في تقليل انبعاثات غازات الدفيئة. ونظراً للتحديات المستمرة في مكافحة تغير المناخ، فإن أي تقدم من هذا النوع يشكل أهمية كبيرة.