charvorming

Charvorming is het proces waarbij een organische stof bij afwezig of beperkt aanwezig zuurstof wordt omgezet in een koolstofrijke vaste residu, het zogenoemde char. Deze vorm van residu verschijnt bijvoorbeeld bij pyrolyse, onvolledige verbranding en bij de productie van houtskool en biochar. Char kan zowel ontstaan als bij een gecontroleerde behandeling van biomassa (bijvoorbeeld voor bodemtoepassingen) als bij spontane of menselijke verbranding.

Tijdens pyrolyse wordt biomassa verhit in afwezigheid van zuurstof. Bij lagere temperaturen ontstaat meer vluchtige organische verbindingen en minder char; bij hoger temperaturen en langzamere verwarmingsnelheden wordt doorgaans een groter deel van de biomassa omgezet in stabieler char. In minder gecontroleerde verbranding kan onvolledige verbranding leiden tot karakteristieke residuen van char en rook. In gasvormige processen, zoals vergassing, blijft doorgaans minder char over, maar er kan nog wel residu achterblijven.

Eigenschappen van char zijn afhankelijk van de grondstof en het fabricageproces. Typische kenmerken zijn een hoog vast koolstofgehalte, relatief weinig vluchtige stoffen, en een poreuze micro- en mesostructuur met een hoge oppervlaktelengte. Biochar is een bekend type char dat opzettelijk aan de bodem kan worden toegevoegd om vochtretentie, nutrientenretentie en koolstofopslag te verbeteren.

Toepassingen en milieukundige aspecten: char en biochar worden gebruikt voor koolstofopslag, bodembelending en waterretentie. Biochar kan de pH en de microbiële activiteit in de bodem beïnvloeden. Bij verbranding kunnen emissies zoals rook en mogelijk toxische verbindingen ontstaan, wat gecontroleerde processen en emissiereducerende technologieën vereist.

Meting en evaluatie van char eigenschappen omvat proximate analyse (vaste koolstof, vluchtige stoffen, as en vocht), elementaire analyse en stabiliteitsindicatoren zoals de H/C- en O/C-ratio's. Historisch gezien werd char al lang gebruikt in houtskoolproductie en heeft het met terra preta in Amazonegebied bijzondere implicaties gehad voor bodemcultuur en koolstofcycli.