Die Temperatur spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Eigenschaften von Biokohle.
Wenn die Pyrolysetemperatur steigt, nimmt die Ausbeute an Klärschlamm-Biokohle ab.
Der pH-Wert der Biokohle verschiebt sich mit steigender Temperatur von sauer zu alkalisch.
Höhere Temperaturen verbessern die spezifische Oberfläche der Biokohle erheblich.
Mit steigender Temperatur nehmen auch der Grad der Aromatisierung und die Stabilität der Biokohle zu.
Dies bedeutet, dass die Biokohle bei höheren Temperaturen aromatischer und stabiler wird.
Andererseits nimmt die Menge der funktionellen Sauerstoffgruppen in der Biokohle mit steigender Temperatur ab.
Die Eigenschaften von Biokohle können je nach der Ausgangs-Biomasse und den bei der Herstellung verwendeten Prozessbedingungen variieren.
Für die Herstellung von Biokohle können verschiedene Arten von Biomasse verwendet werden, z. B. Kiefernholz, Weizenstroh, Grünabfälle und getrocknete Algen.
Die höchste Behandlungstemperatur (HTT) und die Verweilzeit während des Pyrolyseprozesses können ebenfalls die Eigenschaften der Biokohle beeinflussen.
Zu den Eigenschaften, die von der Temperatur und den Prozessbedingungen beeinflusst werden, gehören der Gehalt an gebundenem Kohlenstoff, der pH-Wert in der Lösung, der höhere Heizwert und die BET-Oberfläche.
Der Gehalt an festem Kohlenstoff in der Biokohle nimmt bei höheren Temperaturen und längeren Verweilzeiten zu.
Auch der pH-Wert in der Lösung, der höhere Heizwert und die BET-Oberfläche der Biokohle nehmen mit steigender Pyrolysetemperatur zu.
Wenn Biokohle dem Boden zugesetzt wird, verringert sich zunächst die Geschwindigkeit der Kohlenstoffmineralisierung im Vergleich zu Kontrollbodenproben.
Dieser Effekt ist bei Biokohle mit einem höheren Gehalt an gebundenem Kohlenstoff infolge einer stärkeren thermischen Behandlung stärker ausgeprägt.
Dies könnte darauf zurückzuführen sein, dass die mikrobielle Bodengemeinschaft Zeit braucht, um sich an die neuen Bedingungen anzupassen.
Biokohle mit einem geringeren Gehalt an festem Kohlenstoff, die durch eine milde thermische Behandlung hergestellt wird, enthält mehr flüchtige und biologisch leicht abbaubare Kohlenstoffverbindungen.
Zur Herstellung hochwertiger Biokohle für die Landwirtschaft wird die langsame Pyrolyse häufig als das am besten geeignete Verfahren angesehen.
Bei der langsamen Pyrolyse wird die Biomasse in einer sauerstoffarmen oder sauerstofffreien Umgebung bei atmosphärischem Druck erhitzt.
Die Erhitzungsgeschwindigkeiten liegen in der Regel zwischen 1 und 30 °C min-1.
Die langsame Pyrolyse kann zu einer Ausbeute an Biokohle von bis zu 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des trockenen Ausgangsmaterials, führen.
Die Ausbeute und die Eigenschaften der Biokohle hängen jedoch von Faktoren wie dem Biomasse-Einsatzmaterial, der Erhitzungsrate, der Pyrolysetemperatur und der Verweilzeit des Dampfes ab.
Von diesen Faktoren hat die höchste Behandlungstemperatur insgesamt den größten Einfluss auf die Eigenschaften des Endprodukts.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Temperatur verschiedene Eigenschaften der Biokohle beeinflusst, darunter die Ausbeute, den pH-Wert, die spezifische Oberfläche, den Grad der Aromatisierung, die Stabilität und den Anteil der funktionellen Sauerstoffgruppen.
Die Eigenschaften von Biokohle können auch durch die Ausgangs-Biomasse und die bei der Herstellung verwendeten Prozessbedingungen beeinflusst werden.
Die langsame Pyrolyse wird häufig für die Herstellung hochwertiger Biokohle für die Landwirtschaft bevorzugt.
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