Hexastickstoff: Die energiereichste Substanz und ihr Potential

Theorie wird Wirklichkeit Forscher stellen erstmals Hexastickstoff her

13.06.2025 Quelle: JLU 2 min Lesedauer

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Neue Möglichkeiten! Bei Hexastickstoff, einer bisher nur theoretisch vorhergesagten Form von reinem Stickstoff, handelt es sich um die energiereichste Substanz, die jemals gebildet wurde ...

Durchbruch! So sieht ein erstmals hergestelltes, neues Stickstoffmolekül aus, das als vielversprechender Energiespeicher dienen kann. Es handelt sich um Hexastickstoff, der es buchstäblich in sich hat, wie die Forscher von der Justus-Liebig-Universität Gießen betonen.(Bild: JLU / Peter R. Schreier) — Durchbruch! So sieht ein erstmals hergestelltes, neues Stickstoffmolekül aus, das als vielversprechender Energiespeicher dienen kann. Es handelt sich um Hexastickstoff, der es buchstäblich in sich hat, wie die Forscher von der Justus-Liebig-Universität Gießen betonen.
(Bild: JLU / Peter R. Schreier)

Ein Team der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) hat erstmals erfolgreich Hexastickstoff (N₆) hergestellt, wie jetzt verkündet werden kann. Bei dieser Form von reinem Stickstoff handelt es sich um die energiereichste Substanz, die vorlag. Das Molekül besteht dabei eben aus sechs Stickstoffatomen in einer Kette und speichert enorme Mengen an Energie, die durch den rückstandslosen Zerfall zu N₂ (üblicher Stickstoff, der 78 Prozent unserer Luft ausmacht) wieder zurückgewonnen werden kann, wie man erklärt. Die Forscher denken dabei an einen Einsatz als umweltfreundlicher Energiespeicher. Zur Herstellung von N₆ lassen die Experten Chlorgas (Cl₂) oder Brom (Br₂) mit Silberazid (AgN₃) reagieren. Die entstehenden Reaktionsprodukte wurden dabei bei sehr tiefen Temperaturen (–263 °C) in einer Matrix aus Argoneis eingefangen, um sie zu stabilisieren. So konnten sie das N₆ nachweisen. Außerdem gelang es, N₆ in Reinform als dünnen Film bei –196 °C (Temperatur von flüssigem Stickstoff) herzustellen. Die Forscher gehen davon aus, dass Hexastickstoff in diesem Zustand über 100 Jahre stabil bleibt. Das JLU-Team hat seine Ergebnisse in der Zeitschrift „Nature“ veröffentlicht.

Mehr Energiefreisetzung als bei TNT-Explosion

Das Team konnte Hexastickstoff übrigens mit verschiedenen Methoden nachweisen. Zur Messung der Lichtabsorption nutzten die Chemiker eine Kombination von Infrarot- und UV/Vis-Spektroskopie. Über den Einbau schwerer Stickstoffatome (15-N-Isotope) und unter Verwendung aufwändiger Computermodelle konnte gezeigt werden, dass es sich tatsächlich um das neue Molekül N₆ handelt. Bei Raumtemperatur hat die Substanz zwar nur eine Lebensdauer von rund 35 Millisekunden. Das reiche aber aus, um es einzufangen und es zu untersuchen, was als ein riesiger Fortschritt in der Stickstoffchemie wahrgenommen werde. Und bei der Zerlegung von N₆ in normalen Luftstickstoff werde über doppelt so viel Energie pro Gramm freigesetzt als bei der Detonation der gleichen Menge TNT (Trinitrotoluol) – und das ohne umweltschädliche Nebenprodukte. Es ist nicht zuletzt das erste Mal, dass ein isolierbares, neutrales Stickstoffmolekül mit mehr als zwei Atomen im Labor hergestellt wurde. Das öffne die Tür für die gezielte Entwicklung neuer und sauberer Hochenergiematerialien. Nun will man daran arbeiten, Herstellung und Handhabung von Hexastickstoff möglichst sicher zu machen. Auch soll es in Zukunft um die kontrollierte Umwandlung von N₆ in N₂ gehen, sowie um die Hochskalierung.

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Stand: 08.12.2025

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