Paderbornas pētnieki izstrādā inovatīvu metodi pret smieklu gāzi!

Paderbornas pētnieki izstrādā inovatīvu metodi pret smieklu gāzi!

2025. gada 6. oktobrī komanda, kuru vadīja prof. Dr. Jans Paradijs no Paderbornas Universitāte revolucionāri sasniegumi siltumnīcefekta gāzu samazināšanā. Viņi ir izstrādājuši jaunas metodes slāpekļa oksīda (N₂O) sadalīšanai, kas tiek uzskatīta par vienu no kaitīgākajām ozona slānim vielām. Šī metode ir balstīta uz bezmetālu katalīzi, kas zemā temperatūrā ļauj sadalīt slāpekļa oksīdu nekaitīgos komponentos.

Šī pētījuma rezultāti tika publicēti prestižajā American Chemical Society žurnālā. Slāpekļa oksīdam ir globālās sasilšanas potenciāls 265 līdz 270 reizes lielāks nekā CO₂, un tas ir atbildīgs par aptuveni sešiem procentiem no globālās sasilšanas. Ilgu laiku šī gāze galvenokārt tika izmantota lauksaimniecībā, rūpniecībā un medicīnā, bet slāpekļa oksīda koncentrācija atmosfērā kopš industriālās revolūcijas ir palielinājusies par 20 procentiem.

Smieklu gāzes nozīme

Tāpat kā no Helmholca asociācija skaidro, cilvēku radītās CO2 emisijas galvenokārt ir atbildīgas par globālo sasilšanu, savukārt slāpekļa oksīds palielina siltumnīcas efektu. Tas veidojas kā blakusprodukts, biomasai sadaloties mikroorganismiem, un tam ir cieša saistība ar slāpekļa pieejamību. 2020. gadā mākslīgā mēslojuma globālā ražošana bija 123 miljoni tonnu slāpekļa, kas ir gandrīz desmit reizes vairāk nekā pirms 60 gadiem.

Lauksaimniecība ir lielākais mākslīgā slāpekļa oksīda avots. Kopš 80. gadiem emisijas šajā nozarē ir palielinājušās par vairāk nekā 45 procentiem. Papildu emisijas rodas arī ūdeņos, kur reaktīvais slāpeklis izdala slāpekļa oksīdu, īpaši aļģu ziedēšanas laikā. Tomēr Eiropā politiskie pasākumi mēslošanas līdzekļu izmantošanas samazināšanai ir noveduši pie neliela slāpekļa oksīda emisiju samazināšanās. Tomēr šīs vērtības joprojām ir pārāk augstas, lai sasniegtu Parīzes klimata nolīguma mērķus.

Pētniecības vajadzības un novatoriskas pieejas

Jaunu slāpekļa oksīda ieguves metožu izstrādes steidzamību nevar novērtēt par zemu tā ietekmes uz vidi dēļ. Prof. Paradies komanda, kurā ir doktoranti Rundong Zhou un Viktorija Medvaric, kā arī prof. Dr. Tomass Verners, ir uzņēmis daudzsološu ceļu ar savu pētījumu. Īpaši efektīva ir skābekļa atoma pārnešana no slāpekļa oksīda uz katalizatora fosfora atomu, un reakcijas beigās paliek nekaitīgs slāpeklis, ko var izmantot kā mēslojumu lauksaimniecībā.

Turklāt jaunatklāto fosfīna-skābekļa savienojumu var atgriezt sākotnējā stāvoklī, reaģējot ar silānu. Šis katalīzes process paver daudzas iespējas ilgtspējīgai slāpekļa oksīda izmantošanai un tādējādi aktīvi palīdz samazināt siltumnīcefekta gāzu emisijas. Ņemot vērā pastāvīgās problēmas cīņā pret klimata pārmaiņām, jebkuram šāda veida progresam ir liela nozīme.