Wie man Aktivkohle zu Hause herstellt

Wir werden oft gefragt, „Bitte erklären Sie mir, wie man Aktivkohle zu Hause herstellt.“ Um Aktivkohle herzustellen, müssen Sie zunächst verstehen, dass es zwei grundlegende Methoden der Aktivierung gibt – Dampfaktivierung und chemische Aktivierung. Die chemische Aktivierung ist nicht zu verwechseln mit der Säure-Wäsche oder der chemischen Imprägnierung. Eine einigermaßen gute Aktivkohle (wie das Pulver oben auf dieser Seite) mit einer Oberfläche von 1.000 m2/g hätte 125 Hektar Oberfläche pro Pfund.

Herstellung von dampfaktivierter Kohle

Die Dampfaktivierung wird hauptsächlich für Kokosnusskohle und Kohle verwendet.
Bei der Herstellung von dampfaktivierter Kohle wird zunächst die Kokosnussschale oder Kohle erhitzt, um eine Kohle zu erzeugen. Diese Kohle wird dann in einem Ofen bei hohen Temperaturen von 1.700° bis 1.800°F mit Wasserdampf unter Ausschluss von Sauerstoff „aktiviert“. Bei der Dampfaktivierung werden alle flüchtigen Verbindungen entfernt und gleichzeitig wird Schicht um Schicht von Kohlenstoffatomen abgeschält, wodurch die vorhandenen inneren Poren vergrößert werden und ein Kohlenstoffgerüst zurückbleibt. Die Reaktion von Kohlenstoff und Wasserdampf führt zur Bildung von Wasserstoffgas und Kohlenmonoxid (C+H2O=H2 +CO). Wenn das Kohlenmonoxid ausgast, nimmt es Kohlenstoffatome mit sich. Typischerweise wird aus 3 Pfund Rohkohle 1 Pfund Aktivkohle hergestellt. Dies ist ein perfektes Beispiel für das Sprichwort „Weniger ist mehr“. Weniger Kohlenstoffatome ergeben mehr Innenraum.
Nach dem Abkühlen der Aktivkohle, um den löslichen Aschegehalt zu entfernen, kann sie entweder „wassergewaschen „* werden (was eine Menge Wasser erfordert) oder sie wird „säuregewaschen“ (um den säurelöslichen Aschegehalt zu entfernen) und dann wiederholt „wassergewaschen“, um jede Spur der Säurelösung zu entfernen.
(*Um nichts zu verschwenden, wird der Holzkohle-„Essig“ manchmal aufgefangen und als kommerzielle Essigsäure verkauft oder zu Tafelessig verarbeitet.)
Aufgrund der sehr hohen Temperaturen, die für die Dampfaktivierung erforderlich sind (600 – 1.200 °C), Temperaturen, die Sie in einem herkömmlichen Ofen (260 °C) nicht erreichen können, ist diese Methode auf die industrielle Technologie nahezu beschränkt.
Ein weiterer großer limitierender Faktor sind die Produktionskosten. Die Welt verbraucht jährlich eine enorme Menge an Aktivkohle, daher muss die Produktion in einem industriellen Maßstab erfolgen, der Millionen von Tonnen AC zu einem sehr niedrigen Preis produzieren kann. Dies geschieht typischerweise in großen rotierenden Stahlzylinderöfen (bis zu 180 Fuß lang und bis zu 12,5 Tonnen/Stunde produzierend) mit einem ausgeklügelten Zufuhrsystem von Wärme und Dampf. Wenn Geld keine Rolle spielen würde, müssten Einzelpersonen zunächst eine noch anspruchsvollere Miniaturversion entwerfen. Es gäbe das Problem des Waschens/Spülens, die Entsorgung der Asche aus der Pyrolyse, das Management der Abgase und andere Herausforderungen. Das Nettoprodukt würde die Kosten des Massenprodukts bei weitem übersteigen, und die Qualität wäre wahrscheinlich auch ein Thema, da die Kochtemperaturen und -zeiten ziemlich kritisch sind. Abgesehen von der Faszination des Selbermachens scheinen die Kosten unerschwinglich zu sein, um dampfaktivierte Holzkohle „zu Hause“ herzustellen.
So, wie kann man dampfaktivierte Holzkohle herstellen? Es sollte offensichtlich sein, dass Sie für kleine persönliche Mengen nicht für die technischen Herausforderungen oder den finanziellen Aufwand gerüstet sind. Wie können Sie dann chemische Aktivkohle herstellen? Ist es weniger teuer und einfacher?

Herstellung von chemisch aktivierter Kohle

Chemische Aktivkohle erzeugt das gleiche Endergebnis – eine viel größere innere Oberfläche – verwendet aber eine chemische Lösung, um die innere Struktur wegzukauen. Typischerweise werden Aktivkohlen auf Holzbasis kommerziell unter Verwendung von Hitze (450-900 °C) und Phosphorsäure hergestellt. Dieser „Aktivierungs“-Prozess führt zur Schaffung einer enormen Oberfläche – in der Größenordnung von 600 bis 1.200 Quadratmetern pro Gramm (m2/g), je nach verwendetem Rohmaterial und Prozess. Das industrielle Vorbild ist auch hier eine große Stahlrotisserie. Das Holz kann zuerst pyrolysiert werden, dann wird die Holzkohle mit Phosphorsäure gesättigt, gefolgt von einer kontrollierten Wiedererhitzung, um die chemische Erosion der Kohlenstoffatome zu verstärken, und dann einem aufwendigen Waschzyklus, um die Säure zu entfernen. Dieser Prozess wird manchmal bevorzugt, weil er weniger Hitze und Zeit benötigt.

Aktivkohle selbst herstellen

Auch hier werden einige sehen wollen, ob sie chemische Aktivkohle im Hinterhofmaßstab herstellen können. Sie werden einige ernsthafte Unternehmer auf YouTube.com finden. Während ihre Methoden einfach genug erscheinen, scheint die Verwendung von verschiedenen Chemikalien eine Einladung für Unfälle zu sein. Einige ihrer Vorschläge für Chemikalien beinhalten „Batteriesäure“ (Schwefelsäure), Salzsäure (auch bekannt als muriatische Säure, die in Baumärkten verkauft wird, um Beton von Ziegeln abzufressen), Salpetersäure, Kalium- oder Natriumhydroxid (sehr ätzend), Kalzium- oder Zinkchlorid (stabilere Salze)… Hinzu kommt die mühsame Kombination aus Behandeln, Erhitzen und ausgiebigem Waschen, um alle verbleibenden Chemikalien zu entfernen. Die benötigte Hitze (450-900 °C) ist zwar viel geringer als bei der Dampfaktivierung (600 – 1.200 °C), aber immer noch viel höher als ein herkömmlicher Ofen erreichen kann.
Aber zurück zu den Chemikalien. Die Chemikalie der Wahl ist Phosphorsäure (eine eher schwache Säure). Selbst wenn man die hohen Temperaturen bedenkt, die für den Aktivierungsprozess erforderlich sind (Temperaturen, die viel höher sind als die, die man in einem Haushaltsofen erreichen kann), würde der Erosionseffekt, der durch die verschiedenen Chemikalien erzeugt wird, stark reduziert werden, und das Endprodukt wäre nur geringfügig besser als Rohkohle. Aber es könnte das Potential für ernsthafte Schäden bestehen. Die möglichen Ergebnisse der Reaktion von Salzsäure mit Kohlenstoff sind zum Beispiel:

• Tetrachlorkohlenstoff (Freon) – es kann Ihnen mehr als den Atem rauben
• Trichlormethan (Chloroform) – ZNS-Depressivum, wandelt sich in Gegenwart von Sauerstoff und Hitze in Phosgen um (eine chemische Waffe, die im Ersten Weltkrieg eingesetzt wurde)
• Chlorkohlenwasserstoffe – einige sind hochgiftig und/oder brennbar.
• Verschiedene Kohlenwasserstoffe – giftig, entflammbar und starke Treibhausgase
• Chlorgas – giftig
• Wasserstoffgas – entflammbar

Aus diesen und anderen Gründen empfehlen wir keinesfalls, die Herstellung von chemischer Aktivkohle als Do-It-Yourself (DIY) Projekt zu versuchen.

Wenn dieses Projekt jedoch darauf abzielt, letztendlich einen billigen Wasser- oder Luftfilter für primitive Verhältnisse herzustellen, sollte beachtet werden, dass einfache Holzkohle eine lange Geschichte (3.000+ Jahre) der Verwendung in der Geruchskontrolle und Wasserreinigung hat. Bereits 1500 v. Chr. bis hin zu Krankenhäusern in den 1800er Jahren wurde einfaches Holzkohlepulver verwendet, um den Gestank von verrottendem Fleisch zu bekämpfen. Antike Seefahrer ritzten das Innere von hölzernen Wasserfässern ein, um Trinkwasser während langer Reisen zu konservieren. Bei ihren Feldzügen zur Zähmung des wilden Westens benutzten die amerikanischen Kavalleristen einfache Stückchen Holzkohle im letzten Fach einer 3-Fach-Kiste (1. Kies 2. gewaschener Sand 3. Holzkohle), um Sumpfwasser als Trinkwasser zu filtern. Es wurde festgestellt, dass selbst die einfache Holzkohle Fragmente des Supermoleküls Buckmisterfulleren (C60) enthält, das phänomenale Adsorptionskapazitäten aufweist. Also, wenn es für einige grobe oder behelfsmäßige Umstände ist, wird nur Ihre normale Holzkohle effektiv genug als Wasser- und Luftfilter arbeiten, ohne die potenziellen Missgeschicke des Versuchs, es mit einigen potenziell ätzenden Chemikalien zu aktivieren.
Wenn das DIY ist eine Aktivkohle für medizinische Zwecke zu produzieren, ist es sehr fraglich, wie viel zu gewinnen ist; sicherlich nicht in Aktivität Ebenen oder in Geld sparen, während die Sicherheit bleibt ein echtes Anliegen. Auf der anderen Seite kostet ein Ein-Gallonen-Behälter mit lebensmittelechtem Holzkohlepulver nur $37, ohne die ganze Ausrüstung, Arbeit und Kosten. Eine typische Familie wird diese Menge in einem Jahr nicht für gewöhnliche Beschwerden verwenden. Wenn der Heimwerker an ein Überlebensszenario denkt, dann können wir Ihnen aus sehr realer Erfahrung aus erster Hand sagen, dass Sie keinen Zugang zu irgendeiner der oben vorgeschlagenen Chemikalien haben werden, und, was noch wichtiger ist, dass die Wirksamkeit von normaler Holzkohle mit jeder Aktivkohle vergleichbar ist, egal welcher Notfall auf Sie zukommen sollte, solange das fertige Pulver steril ist. Siehe CharcoalTimes Newsletter Juni 2012 (Uganda 2012 Adventure) In der Zwischenzeit ersparen Sie sich eine Menge unnötigen Kummers, und lassen Sie nicht zu, dass Ihre guten Absichten irgendeinen Möchtegern-Aktivkohle-Enthusiasten gegen dieses gutartigste aller natürlichen Heilmittel wenden, mit etwas rücksichtsloser Chemie, die schief gelaufen ist.
Sie denken darüber nach, Aktivkohle herzustellen? Im Rückblick, ob dampfaktiviert oder chemisch aktiviert, ist es am besten, es nicht zu versuchen. Wie können Sie normale Holzkohle herstellen? Das ist ein viel einfacheres Verfahren. Klicken Sie HIER, um ein Schritt-für-Schritt-Video zu sehen.