Investigation of applicability of wetland biomass for producing biochar by hydrothermal carbonization (HTC)

Abstract

Die Herstellung von kohlenstoffhaltigen Materialien aus Biomasse ist ein hochaktuelles Thema. Der hydrothermale Karbonisierungsprozess (HTC) ist dabei von Bedeutung, weil er HTC-Kohlen, die reich an organischem Kohlenstoff sind, aus Biomasse mit hohem Wassergehalt erzeugen kann. Diese haben das Potenzial, vielfaltig eingesetzt werden zu konnen. In diesem Beitrag werden Untersuchungen fur die Herstellung von kohlenstoffhaltigen Materialien aus vier Arten von Moorbiomasse (Schilf, Rohrkolben, Binsen und Seggen) mittels der Technik der hydrothermalen Karbonisierung vorgestellt. Neben den Biomassevarianten wurde der Einfluss der Reaktionstemperatur auf den Karbonisierungsprozess durch Variation der Temperatur im Bereich von 180 bis 230 °C gepruft. Ein Vergleich zwischen den Eigenschaften der erzeugten Kohlenvarianten wurde durchgefuhrt. Dies wurde mittels Elementaranalyse und Stickstoffadsorption realisiert. Es wurde festgestellt, dass die HTC-Kohlen je nach Biomasse ungefahr 53 bis 60 % des Kohlenstoffs der ursprunglichen Biomasse enthalten. Der Kohlenstoffanteil der HTC-Kohle steigt bei allen Varianten mit der Erhohung der Reaktionstemperatur an. Die Atomverhaltnisse H/C und O/C der Kohlen zeigten eine grosere Ahnlichkeit zu Braunkohle als zum Ausgangsmaterial. Die Studie zeigt, dass sich die Moorbiomasse fur die Herstellung von HTC-Kohle eignet.