Pflanzenkohle ist ein leistungsstarkes Filtermaterial. In diversen Filteranwendungen kann Pflanzenkohle fossile Aktivkohle ersetzen. Lesen Sie mehr über Vorteile und technologisches Status Quo.
Vorteile von Aktivkohle aus Pflanzenkohle
- Geringere bis gleiche Adsorptionskosten (Chrom, Zink, Blei, Kupfer) im Vergleich zu konventioneller Aktivkohles1Hashim A. Alhashimi, Can B. Aktas, Life cycle environmental and economic performance of biochar compared with activated carbon: A meta-analysis, Resources, Conservation and Recycling, Volume 118, 2017, Pages 13-26, ISSN 0921-3449, https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2016.11.016
- Gleiche Reinigungskraft im Vergleich zu Steinkohle-basierter Aktivkohle
- Minderung fossiler Ressourcennutzung, verbesserte Ökobilanz, verringerter Treibhauseffekt
Schon lange wird Aktivkohle zur Filtration von Wasser sowie für die Dampf-, Luft- und Gasreinigung genutzt. Hierfür ist die große innere Oberfläche von über 800 m2 pro Gramm entscheidend, da diese der steinkohlebasierten Aktivkohle2Tschuden, Niklas 2019. VERSUCHE ZU PHOSPHATENTFERNUNG AUS ABWASSER MITTELS PFLANZENKOHLE. Masterarbeit an der Universität für Bodenkultur Wien. Aufgerufen am 31.August 2022 von https://forschung.boku.ac.at/fis/suchen.hochschulschriften_info?sprache_in=de&menue_id_in=107&id_in=&hochschulschrift_id_in=19825 eine hohe Adsorptionskraft verleiht. Durch verschiedene Hitze- oder Chemikalienbehandlungen beziehungsweise Beschichtungen filtert Aktivkohle unter anderem Chlor, Medikamentenrückstände3Hashim A. Alhashimi, Can B. Aktas, Life cycle environmental and economic performance of biochar compared with activated carbon: A meta-analysis, Resources, Conservation and Recycling, Volume 118, 2017, Pages 13-26, ISSN 0921-3449, https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2016.11.016 und Phosphor aus Wasser und Abwasser heraus. Aus Gasen hingegen können beispielsweise Ozon, BTEX, Toluol, Geruchsstoffe sowie Schwefelwasserstoff entfernt werden.
Fossile Aktivkohle kann durch Pflanzenkohle aus regenerativen Ressourcen wie Holz, Kokosnussfasern oder Nussschalen ersetzt werden. Aufgrund eines höheren Aschegehalts und daher eines höheren Mineralienanteils sind die physikalischen Eigenschaften allerdings anders als bei Steinkohle. Pflanzenkohle ist weicher und erreicht meist zwischen 300-400 m2/g Porosität. Insofern Pflanzenkohle eine mittlere Porosität aufweist, kann diese jedoch durch gezielte Beschichtung für vielseitige Zwecke eingesetzt werden4Tschuden, Niklas 2019. VERSUCHE ZU PHOSPHATENTFERNUNG AUS ABWASSER MITTELS PFLANZENKOHLE. Masterarbeit an der Universität für Bodenkultur Wien. Aufgerufen am 31.August 2022 von https://forschung.boku.ac.at/fis/suchen.hochschulschriften_info?sprache_in=de&menue_id_in=107&id_in=&hochschulschrift_id_in=19825. Die geringere Porosität und Weichheit beschränken die Einsatzgebiete Pflanzenkohle-basierter Aktivkohle jedoch auf die Adsorption in der Wasserphase, sowie die Biogasentschwefelung. Durch spezifische Behandlung kann die Porenoberfläche vergrößert werden.
Pflanzenkohle kann Schwermetalle mit gleicher Effizienz und geringerem ökologischen Fußabdruck adsorbieren, wenn die verwendete Pflanzenkohle für die Aufgabe optimal entwickelt wurde. Dies zeigt eine Metastudie von Alhashimi und Aktas von 2017, welche 80 Einzelstudien einbezieht5Hashim A. Alhashimi, Can B. Aktas, Life cycle environmental and economic performance of biochar compared with activated carbon: A meta-analysis, Resources, Conservation and Recycling, Volume 118, 2017, Pages 13-26, ISSN 0921-3449, https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2016.11.016.
Gleichzeitig wirkt die Pflanzenkohle als Kohlenstoffsenke, was bedeutet, dass die Pflanzenkohle den Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre senkt, indem sie Kohlenstoff für lange Zeit bindet.
Grad der Entwicklung
Aktivkohle aus Pflanzenkohle ist bereits standardmäßig auf dem europäischen Markt verfügbar, jedoch noch nicht stark verbreitet. Laut Alb-Filter wird maximal ein Fünftel der weltweit genutzten Aktivkohle aus regenerativen Ressourcen hergestellt. Zu diesen zählen unter Anderem Holz, Sägemehl, Kokosnussfasern und -schalen, Maiskolben, Lignin, Bambus, Obstkerne, Nussschalen sowie Samen.
Aktivkohle aus regenerativen Materialien wird meist zur Wasserreinigung und nur selten zur Adsorption von Verunreinigungen in einer Gasphase eingesetzt. Dies liegt an dem erhöhten Mineraliengehalt (1,5-2%), der zu einer weicheren Kohle führt, die wiederum in einer Wasserphase länger stabil bleibt.
Zur Herstellung von hochporösen, vergleichsweise stabilen Aktivkohlen aus Pflanzenmaterialien sind Ausgangsstoffe mit einer hohen Dichte notwendig. Hierzu eignen sich beispielsweise Harthölzer wie Buchenholz, Fruchtkerne und Nussschalen. In Polen und Deutschland gibt es kleine und größere industrielle Produktionsanlagen, meist mit Drehrohröfen, die Buchenholz zu Aktivkohle verarbeiten. Aktivkohle aus Kokosnuss wird meist in Asien gefertigt, da die Kokosnuss dort frisch und unverkohlt direkt zu Aktivkohle verarbeitet werden kann. Fertige Pflanzenkohle wird fast ausschließlich durch chemische Aktivierung zu Aktivkohle weiterverarbeitet – denn andere Verfahren, die mit Hitze arbeiten, verringern die Stabilität der Pflanzenkohle.
Ein interessanter Aspekt ist, dass das biogene Ausgangsmaterial zur Herstellung von Pflanzenkohle bei beschichteter Pflanzenkohle nicht erfolgsentscheidend für die Adsorption ist. Ein Beispiel für gezielte Beschichtung ist Pflanzenkohle, basierend auf Kirsch- und Marillenhartkernen, die mit einer Magnesiumschicht beladen wurde und dadurch Phosphor aus gereinigtem Abwasser adsorbiert.6Tschuden, Niklas 2019. VERSUCHE ZU PHOSPHATENTFERNUNG AUS ABWASSER MITTELS PFLANZENKOHLE. Masterarbeit an der Universität für Bodenkultur Wien. Aufgerufen am 31.August 2022 von https://forschung.boku.ac.at/fis/suchen.hochschulschriften_info?sprache_in=de&menue_id_in=107&id_in=&hochschulschrift_id_in=19825
Aktivkohle aus Pflanzenkohle ist je nach Anwendungszweck als Pellets, als Granulat, in Pulverform oder als Gewebe erhältlich.
Zulassung & Zertifizierung
Die Zertifizierung ist abhängig vom Einsatzzweck. Dieser wiederum erfordert eine gezielte Herstellung und eine spezifische Veredelung (meist Oberflächenbehandlung). Für die Anwendung der Pflanzenkohle als Aktivkohle ist eine Zertifizierung nach EBC-BasicMaterial oder EBC-ConsumerMaterial empfehlenswert.
