Gamechanger : Ein Spreng- und Treibstoff mit mehr Wumms als TNT

Ideen, die unsere Welt ver­ändern und verbessern. Wir stellen sie vor. Diesmal: ein Energiespeicher, stärker und sauberer als Wasserstoff.

Heutige Raktetentreibstoffe erzeugen – wie hier beim Start einer Falcon-9-Rakete – enormen Schub, aber auch jede Menge giftige Gase und CO₂. Hexastickstoff könnte eine umweltfreundlichere Alternative sein Foto: John Raoux/AP/dpa

Die Idee

Unsere Luft besteht zu etwa 80 Prozent aus Stickstoff, einem Molekül aus zwei Atomen, das am liebsten nur das sein möchte: ein Molekül aus zwei Stickstoff-Atomen, chemisch als N₂ beschrieben. Gelänge es aber, Verbindungen herzustellen, die aus mehr als zwei Atomen bestehen, ließe sich durch die besondere Bindung der Atome sehr viel Energie speichern. Solche Moleküle könnten starke und zudem umweltfreundliche Energiespeicher sein. Denn werden die Atombindungen wieder aufgebrochen und die Energie freigesetzt, entsteht als Abfallprodukt nur: Luft.

Das ist – theoretisch – seit Jahren bekannt. Lange schon versuchen Chemiker weltweit, solche Verbindungen, sogenannte Stickstoffallotrope, herzustellen. Geglückt ist das bisher nicht, oder die Stoffe waren instabil. Nun aber hat ein internationales Forscherteam den Durchbruch geschafft.

Die Köpfe

Entwickelt hat das neue „Hexastickstoff“ oder kurz N₆ genannte Molekül – eine sechsgliedrige Kette, die nur aus Stick­stoff­atomen besteht – eine Arbeitsgruppe um Peter Schreiner. Er ist Professor für organische Chemie an der Justus-Liebig-Universität in Gießen. „Eigentlich hatte man es schon aufgegeben, Stickstoffallotrope herzustellen“, sagt er. „Jetzt haben wir diese Tür wieder aufgerissen.“

Die Umsetzung

Nun müssen die Experten erforschen, wie sich der extrem energiereiche Stoff sicher handhaben, speichern und in großen Mengen erzeugen lässt. Dazu stehen sie unter anderem mit der Europäischen Weltraumagentur ESA, der Bundeswehr und Raketentreibstoffherstellern im Austausch. Einerseits gilt Hexastickstoff als stärkster nichtnuklearer Sprengstoff, andererseits könnte sich das Molekül auch für ganz andere Aufgaben eignen. Wie den deutlich umweltschonenderen Einsatz von Raketen ermöglichen, denn beim Einsatz als Treibstoff entstehen weder giftige Gase noch Kohlenstoffdioxid.

Zudem könnte sich N₆ auch als besserer Energiespeicher als Wasserstoff erweisen. Den zu speichern ist schwierig, denn die winzigen Moleküle entweichen durch kleinste Ritzen. Zudem muss das Gas zum Verflüssigen und für den Transport auf –253 °C gekühlt werden – das erfordert eine Menge Energie. Die benötigt man zwar auch, um N₆ zu erzeugen, Chemiker Schreiner ist aber überzeugt, dass es deutlich weniger davon braucht als bei Wasserstoff. Die Speicherung von Energie werde in jedem Fall sehr viel effizienter.

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