Comment fabriquer du charbon actif à la maison

On nous demande souvent :  » Veuillez m’expliquer comment fabriquer du charbon actif à la maison.  » Pour fabriquer du charbon actif, vous devez d’abord comprendre qu’il existe deux méthodes de base d’activation – l’activation à la vapeur et l’activation chimique. L’activation chimique ne doit pas être confondue avec le lavage à l’acide ou l’imprégnation chimique. Un charbon actif raisonnablement bon (comme la poudre en haut de cette page) avec une surface de 1 000 m2/g aurait 125 acres de surface par livre.

Faire du charbon activé à la vapeur

L’activation à la vapeur est principalement utilisée pour le charbon de noix de coco et le charbon.
Dans la production de charbon activé à la vapeur, la coquille de noix de coco ou le charbon est d’abord chauffé pour créer un charbon. Ce charbon est ensuite « activé » dans un four à des températures élevées de 1 700° à 1 800°F avec de la vapeur en l’absence d’oxygène. Dans le processus d’activation à la vapeur, tous les composés volatils sont éliminés et, dans le même temps, les atomes de carbone sont retirés couche après couche, ce qui élargit les pores internes existants et laisse un squelette de carbone. La réaction carbone + vapeur produit de l’hydrogène et du monoxyde de carbone (C+H2O=H2 +CO). Lorsque le monoxyde de carbone s’échappe, il emporte avec lui des atomes de carbone. En général, 3 livres de charbon de bois brut produisent 1 livre de charbon de bois activé. C’est un exemple parfait du dicton « Moins c’est plus ». Moins d’atomes de carbone donne Plus d’espace interne.
Une fois que le charbon actif est refroidi, pour éliminer le contenu de cendres solubles, il peut être soit « lavé à l’eau « * (ce qui nécessite beaucoup d’eau) ou il est « lavé à l’acide » (pour éliminer le contenu de cendres solubles dans l’acide) et ensuite « lavé à l’eau » à plusieurs reprises pour éliminer toute trace de la solution acide.
(*Pour ne rien gâcher, le « vinaigre » de charbon de bois est parfois récupéré et vendu comme acide ascétique commercial ou transformé en vinaigre de table.)
En raison des très hautes températures requises pour l’activation à la vapeur (600 – 1 200 °C), températures que vous ne pouvez pas atteindre dans un four conventionnel (260 °C), cette méthode est tout sauf limitée à la technologie industrielle.
Un autre énorme facteur limitant est le coût de production. Le monde utilise une énorme quantité de charbon actif par an et la production doit donc se faire à une échelle industrielle qui peut produire des millions de tonnes de CA à un prix très bas. Cela se fait généralement dans de grands fours cylindriques rotatifs en acier (jusqu’à 180 pieds de long produisant jusqu’à 12,5 tonnes métriques/heure) avec un système sophistiqué de livraison de chaleur et de vapeur. Si l’argent n’était pas un problème, il faudrait d’abord concevoir une version miniature encore plus sophistiquée. Il y aurait la question du lavage/rinçage, l’élimination des cendres résiduelles de la pyrolyse, la gestion des gaz d’échappement et d’autres défis. Le produit net dépasserait de loin le coût du produit de masse, et la qualité serait probablement aussi un problème, puisque les températures et les temps de cuisson sont assez critiques. Mis à part la fascination de construire son propre produit, il semble que le coût serait prohibitif pour faire du charbon activé par la vapeur « à la maison ».
Alors, comment faire du charbon activé par la vapeur ? Il devrait être évident que, pour de petites quantités personnelles, vous n’êtes pas prêt pour les défis techniques ou les dépenses financières. Alors, comment faire du charbon activé chimiquement ? Est-ce moins cher et plus facile ?

Faire du charbon activé chimiquement

L’activation chimique produit le même résultat final – une surface interne beaucoup plus importante – mais utilise une solution chimique pour ronger la structure interne. Généralement, les charbons activés à base de bois sont fabriqués commercialement en utilisant la chaleur (450-900 °C) et l’acide phosphorique. Ce processus d' »activation » aboutit à la création d’une énorme surface – de l’ordre de 600 à 1 200 mètres carrés par gramme (m2/g), selon la matière première utilisée et le processus. Là encore, le modèle industriel est une grande rôtissoire en acier. Le bois peut d’abord être pyrolysé, puis le charbon est saturé d’acide phosphorique, suivi d’un réchauffement contrôlé pour renforcer l’érosion chimique des atomes de carbone, puis d’un cycle de lavage élaboré pour éliminer l’acide. Ce procédé est parfois préféré car il nécessite moins de chaleur et de temps.

Faire du charbon actif soi-même

Encore une fois, certains voudront voir s’ils peuvent faire du charbon actif chimiquement à l’échelle d’une arrière-cour. Vous trouverez quelques entrepreneurs sérieux sur YouTube.com. Si leurs méthodes semblent assez simples, l’utilisation de différents produits chimiques semble une invitation aux accidents. Parmi leurs suggestions de produits chimiques, citons l’acide sulfurique (acide de batterie), l’acide chlorhydrique (alias l’acide muriatique vendu dans les quincailleries pour ronger le béton des briques), l’acide nitrique, l’hydroxyde de potassium ou de sodium (très caustique), le chlorure de calcium ou de zinc (sels plus stables)… Ensuite, il y a la fastidieuse combinaison de traitement, de chauffage et de lavage intensif pour éliminer tout résidu chimique. La chaleur requise (450-900 °C), bien que beaucoup moins importante que pour l’activation à la vapeur (600 – 1 200 °C), reste bien supérieure à celle qu’un four classique peut atteindre.
Mais revenons aux produits chimiques. Le produit chimique de choix est l’acide phosphorique (un acide plutôt faible). Même ainsi, compte tenu des hautes températures nécessaires pour conduire le processus d’activation, (des températures beaucoup plus élevées que celles que vous pouvez atteindre dans un four domestique) l’effet d’érosion produit par l’un des différents produits chimiques serait grandement réduit, et le produit final ne serait que marginalement meilleur que le charbon de bois brut. Mais il pourrait y avoir des risques sérieux. Par exemple, les résultats possibles de la réaction de l’acide chlorhydrique avec le carbone comprennent :

• Tétrachlorure de carbone (Fréon) – il peut plus que vous couper le souffle
• Trichlorométhane (Chloroforme) – dépresseur du SNC, se transforme en phosgène (une arme chimique utilisée pendant la Première Guerre mondiale) en présence d’oxygène et de chaleur
• Chlorohydrocarbures – certains sont hautement toxiques et/ou inflammables.
• Divers hydrocarbures – toxiques, inflammables et puissants gaz à effet de serre
• Chlore gazeux – toxique
• Hydrogène gazeux – inflammable

Pour ces raisons et d’autres, nous ne vous recommandons pas du tout de tenter de fabriquer du charbon actif chimique en tant que projet de bricolage (DIY).

Cependant, si ce projet est dirigé vers la fabrication finale d’un filtre à eau ou à air bon marché pour des circonstances primitives, il faut noter que le charbon de bois ordinaire a une longue histoire (3 000+ ans) d’utilisation dans le contrôle des odeurs et la purification de l’eau. Depuis 1500 avant J.-C. jusqu’aux hôpitaux des années 1800, la poudre de charbon de bois ordinaire était utilisée pour contrôler la puanteur de la chair en décomposition. Les explorateurs maritimes de l’Antiquité brûlaient l’intérieur des tonneaux en bois pour conserver l’eau potable pendant les longs voyages. Au cours de leurs campagnes visant à dompter l’Ouest sauvage, le calvaire américain a utilisé du charbon de bois ordinaire dans le dernier compartiment d’une boîte à trois compartiments (1. gravier 2. sable lavé 3. charbon de bois) pour filtrer l’eau des marais afin d’en faire de l’eau potable. On a découvert que même le simple charbon de bois ordinaire contient des fragments de la super molécule Buckmisterfullerene (C60) qui a des capacités d’adsorption phénoménales. Donc, si c’est pour quelques circonstances rudes ou de fortune, juste votre charbon de bois ordinaire fonctionnera assez efficacement comme un filtre à eau et à air, sans les mésaventures potentielles d’essayer de l’activer avec certains produits chimiques potentiellement corrosifs.
Si le DIY est de produire un charbon de bois activé pour un usage médicinal, il est très douteux de savoir ce qu’il y a à gagner ; certainement pas dans les niveaux d’activité ou dans les économies d’argent, tandis que la sécurité reste une préoccupation réelle. D’un autre côté, un conteneur d’un gallon de poudre de charbon de bois de qualité alimentaire ne coûte que 37 dollars, sans tout l’équipement, la main-d’œuvre et les dépenses. Une famille typique n’utilisera pas cette quantité en un an pour des maladies courantes. Stocké avec un couvercle étanche, il peut durer indéfiniment.
Si le bricoleur pense à un quelconque scénario de Survie, alors nous pouvons vous dire à partir d’une expérience de première main très réelle ; vous n’allez pas avoir accès à aucun des produits chimiques suggérés ci-dessus, et, plus important encore, l’efficacité du charbon de bois ordinaire se comparera favorablement à n’importe quel charbon de bois activé dans n’importe quelle urgence devrait venir à votre rencontre, tant que la poudre finale est stérile. Voir la lettre d’information CharcoalTimes de juin 2012 (Aventure en Ouganda 2012) En attendant, épargnez vous beaucoup de chagrin inutile, et ne laissez pas vos bonnes intentions transformer un éventuel amateur de charbon de bois contre ce plus bénin des remèdes naturels, avec une chimie imprudente qui a mal tourné.
Vous envisagez de fabriquer du charbon de bois activé ? En revue, qu’il soit activé par la vapeur ou par la chimie, il est préférable de ne pas essayer. Comment faire du charbon de bois ordinaire ? C’est une procédure beaucoup plus simple. Cliquez ICI pour regarder une vidéo étape par étape.