Carbonisierung

Carbonisierung ist ein thermischer Zersetzungsprozess organischer Substanzen in begrenztem oder fehlendem Sauerstoff, bei dem durch Erhitzen kohlenstoffreiche Rückstände entstehen. Typische Produkte sind Char beziehungsweise Holzkohle, gasförmige Nebenprodukte wie Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid sowie flüssige Bestandteile wie Teer oder Öle. Der Prozess wird in Industrie, Forstwirtschaft, Landwirtschaft und Materialwissenschaft genutzt.

Der Verlauf hängt von Temperatur, Heizrate, Feuchte und dem Sauerstoffgehalt des Reaktionsraums ab. Bei niedrigen Temperaturen und langsamer Erwärmung fällt tendenziell mehr Char an; bei höheren Temperaturen und schnelleren Heizraten dominiert die Bildung gasförmiger und flüssiger Produkte. In sehr hohen Temperaturen (ungefähr 900–1100 °C) lässt sich Coke aus Kohlenstoffen erzeugen. Man unterscheidet Pyrolyse (Sauerstoffmangel) von Vergasung (mit reduziertem, aber vorhandenem Gas- und Dampfanteil) und weiteren Formen der karbonisierten Umwandlung.

Typische Produkte sind Holzkohle, Koks, Aktivkohle sowie Biochar, der aus Biomasse hergestellt wird und in Landwirtschaft, Bodenschutz und Klimaschutz eingesetzt wird. Aus Vorstufen wie Kunststoffen oder anderen organischen Stoffen lassen sich kohlenstoffreiche Materialien wie Kohlefaser gewinnen. Gas- und flüssige Fraktionen umfassen unter anderem Synthesegas, Teer und Öle.

Anwendungen reichen von Brennstoffen (Holzkohle, Koks) über Filtration (Aktivkohle) und Bodenverbesserung (Biochar) bis zu Materialanwendungen wie Kohlefaser-Komponenten. Umweltrelevante Aspekte umfassen Emissionen, Treibhausgasbilanz und Bodenwirkungen; Forschung zielt auf effizientere Prozesse, bessere Kohlenstoffausbeuten und Möglichkeiten zur CO2-Speicherung ab.