Bei der Energieerzeugung im Holzgaskraftwerk entsteht als Nebenprodukt Kohle. Wie man sie zur Reinigung von Abwasser optimal einsetzen kann, erforscht derzeit ein Team am MCI.

So groß wie ein Eishockeyfeld kann die innere Oberfläche eines Gramms Aktivkohle sein. „Das ist die Königsliga“, sagt Angela Hofmann. Diese Eigenschaft macht Aktivkohle zu etwas besonderem. Im neueröffneten Josef Ressel Zentrum – dem ersten in Tirol – soll nun Aktivkohle für die Abwasserreinigung optimiert werden. „Wir erfinden damit das Rad nicht neu“, betont Hofmann – sie leitet die Forschungseinrichtung. „Unser Ziel ist es, Aktivkohle in der Region herzustellen und sie auf die Bedürfnisse der Kommunen abzustimmen.“

Vom Nebenprodukt zum Hauptakteur

Die Kohle, die das Team rund um Angela Hofmann zur Aktivkohle macht, ist eigentlich ein Restprodukt, das bei der Strom- und Wärmeerzeugung im Holzgaskraftwerk entsteht. „Wir fragen uns, wie wir dieses Nebenprodukt aufmotzen können, um einen zusätzlichen wirtschaftlichen Benefit zu generieren“, so die Verfahrens- und Energietechnikerin. Dafür muss man die Kohle „aktivieren“, also die Oberfläche vergrößern. Während die Ursprungskohle eine Fläche von ca. 200 bis 400 m2 pro Gramm hat, kann man bei Aktivkohle etwa 1.800 m² erreichen.

Kohle aktivieren

„Aktivkohle ist ein sehr poröser Stoff“, erklärt Hofmann. Man kann sie mit einem Badeschwamm vergleichen. „Schadstoffe, etwa aus dem Abwasser, docken wie Puzzlesteine an.“ Aktiviert wird die Kohle, indem man sie thermisch oder chemisch behandelt. Bei der thermischen Behandlung wird sie auf bis zu 900 Grad Celsius erhitzt und mit Wasserdampf oder CO2 versetzt. „Die Wasser- und CO₂-Moleküle fressen Löcher in die Kohle. Dadurch generiert man eine größere Oberfläche“, beschreibt Hofmann den Prozess. Beide Gase entstehen beim Holzvergasungsverfahren, deshalb macht es Sinn, die Aktivkohleherstellung direkt im Holzgaskraftwerk anzusiedeln.

Beim chemischen Verfahren kommt ein Schritt hinzu: Die Kohle wird vor dem Erhitzen in Chemikalien – zum Beispiel Phosphorsäure – gebadet. So brennen sich die Chemikalien in die Oberfläche ein, der Rest wird abgewaschen. „Dadurch bilden sich Andocksysteme, an die sich die Schadstoffe aus dem Abwasser anheften können“, so Hofmann.

Zur Person

Angela Hofmann ist die Leiterin des ersten Josef Ressel Zentrums in Tirol. Sie arbeitet seit elf Jahren am MCI, seit 2018 ist sie FH-Professorin für Verfahrens- und Energietechnik. Ihr Spezialgebiet ist das Holzvergasungssystem, wo sie nun mit der Aktivkohleerzeugung eine neue Richtung einschlägt.