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Aktivkohle

Was ist Aktivkohle und wozu lässt es sich verwenden?

Als Aktivkohle, aktivierte Kohle oder auch medizinische Kohle bezeichnetes Material besteht vorwiegend aus Kohlenstoff (zu über 90%) in einer sehr porösen Struktur, das unter anderem in der Lage ist, Gase und Stoffe effektiv an sich zu binden. Aktivkohle wird aus pflanzlichen, tierischen, mineralischen und petrochemischen Ausgangsstoffen hergestellt. Klassische Einsatzfelder sind die Reinigung von Flüssigkeiten und Gasen sowie innerhalb der Medizin.

Gesund dank Aktivkohle?

Erstaunlicherweise wussten schon die Ägypter und Römer um die heilsame Wirkung von aktivierter Kohle. Den Namen medizinische Kohle verdiente sich das schwarze Heilgold über seine Wirkung im Magen-Darm-Trakt. Wenn dieser nämlich von Bakterien oder Erregern befallen wird, kann Aktivkohle die unerwünschten Besucher an sich binden und neutralisieren. Das Gleiche gilt übrigens auch für leichte Gifte. Weiterhin avancierte medizinische Kohle bei der Hautpflege zu einem Schadstoff säubernden Mittel, welches Unreinheiten der Haut zu bekämpfen weiß.

Aktivkohle als erprobtes Mittel gegen Beschwerden des Magen-Darm-Traktes:

  • Magen-Darm-Infekt
  • Durchfall
  • Völlegefühl
  • Blähungen
  • Erbrechen
  • Leichte Lebensmittelvergiftungen 

Vorteile von Filtern aus aktivierter Kohle

Aktivkohle-Filter zeichnen sich durch eine sehr poröse Struktur aus. Die Filter wirken im Prinzip wie ein Schwamm und eröffnen durch ihre miteinander verbundenen, sehr feinen Poren eine extrem große Innenfläche, an die sich besonders sehr kleine Partikel, Gase und Gerüche anhaften und stecken bleiben. Um sich ein Bild davon zu machen, wie groß die durch die feinen Poren geschaffene Innenfläche wirklich ist, stelle man sich vier Gramm Aktivkohle in der Mitte eines Fußballfeldes vor. Würde man nun die Oberfläche dieser vier Gramm aktivierter Kohle aufklappen und auf eine Ebene bringen, hätte man ungefähr die Fläche des oben genannten Fußballfeldes vollständig ausgefüllt!

Luftfilter aus Aktivkohle

Ein klassisches Einsatzfeld von Filtern aus aktivierter Kohle ist die Luftreinigung. Viele für den privaten und industriellen Bereich erhältliche Luftreiniger verfügen über entsprechende Filter, um Gerüche, Gase, VOCs (flüchtige organische Verbindungen) sowie sehr feine Teilchen besser einfangen zu können. Aktivkohlefilter sind dann meist Teil eines umfassenderen Filterkomplexes, der in der Regel auch HEPA-Filter umfasst, um auch größere Teilchen zu neutralisieren. 

Flüssigkeitsfilter aus Aktivkohle

Neben der Luftreinigung wird Aktivkohle auch für die Reinigung von Wasser und anderen Flüssigkeiten verwendet. Einsatzgebiete sind unter anderem die Wasseraufbereitung, die Abwasserreinigung oder die Reinigung von Teilströmen in industriellen Prozessen.

Für welche Teilchen und Gase werden Aktivkohle-Filter in Luftreinigern genau eingesetzt?

Filter aus aktivierter Kohle wirken aufgrund ihrer feinporigen Struktur besonders gegen sehr kleine Teilchen und Gas- und Geruchspartikel. Viren und Bakterien bleiben aufgrund ihrer geringen Größe ebenfalls in den schwammartigen Weiten des schwarzen Filtermaterials haften. Ebenso neutralisiert Aktivkohle auch Feinstaub und Ultrafeinstaub gut.

Beispiele von Teilchen und Molekülen, die von einem Aktivkohlefilter eingefangen werden:

  • Luftschadstoffe
  • Feinstaub / Ultrafeinstaub
  • Abgase / Benzindämpfe
  • Rauch und Tabakrauch
  • Ozon
  • Viren und kleine Bakterien
  • Unangenehme Gerüche 

Warum spricht man von aktivierter Kohle? Wie wird unbehandelte Kohle aktiviert?

Aktivierte Kohle entsteht durch eine bestimmte chemische oder gasförmige Behandlung, welche dazu führt, dass die porösen Eigenschaften von nicht-aktivierter Kohle um ein Vielfaches erweitert werden, so dass das Adsorbtionsniveau der Ausgangskohle steigt. Mit der Adsorption ist übrigens die Anreicherung oder Anhaftung von Stoffen aus Gasen oder Flüssigkeiten an der Innenoberfläche der Kohleporen gemeint. Sie unterscheidet sich von der Absorption in dem Sinne, dass die gefilterten Stoffe nicht in das Material Kohle selbst eindringen, sondern an deren porösen Oberfläche im Inneren haften bleiben. 

Funktionsweise der Gasaktivierung:

Bei dieser Methode wird die Ausgangskohle erst in einer sauerstofffreien Umgebung auf ca. 800 Grad erhitzt, um flüchtige Stoff auszutreiben. Dann wird das Material einem sehr heißen Gasstrom (700-1000°C) aus Wasserstoff, Kohlendioxid oder Luft ausgesetzt. Die hohen Temperaturen führen zu einer Teilverdampfung von Wasserstoff und Kohlenmonoxid. Übrig bleibt eine sehr viel porösere Kohle, welche als aktiv bezeichnet wird.

Funktionsweise der chemischen Aktivierung:

Für die chemische Aktivierung von Kohle wird ein Gemisch von unverkohltem Ausgangsmaterial mit Chemikalien behandelt. Hier sind ebenfalls hohe Temperaturen erforderlich (500-900°C) in Verbindung mit Dehydratisierungsmitteln wie Zinkchlorid oder Phosphorsäure. Für einige Verwendungszwecke wird die so aktivierte Kohle mit weiteren Chemikalien imprägniert, um den Abscheidegrad zu erhöhen. Unter anderem werden Atemfilter von Gasmasken dafür mit speziellen Metallsalzen belegt, um besonders gut gegen giftige Gase zu wirken. Zur Trinkwasserfilterung hingegen wird gerne Aktivkohle mit einer angepassten Silberbelegung verwendet.

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