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Herstellung von reinem Kohlenstoff

Reiner Kohlenstoff kommt in der Natur nur in Meteoriten vor. Wegen seiner enorm vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten wird dieses Element deshalb in Laboratorien in großen Mengen künstlich hergestellt. Die Palette der Anwendungen reicht von der Herstellung von Verbundwerkstoffen für die Filtrierung bis zur Produktion von Substraten für die Halbleiterindustrie. Eine neuartige Technik zur Aufbereitung von festen Abfallstoffen könnte jetzt eine umweltfreundliche und kosteneffektive Gewinnung von reinem Kohlenstoff möglich machen.
Herstellung von reinem Kohlenstoff
Im Lauf der letzten Jahre wurden bei der Aufbereitung von festen Abfallstoffen bedeutende technische Fortschritte erzielt. Zwar kann man keine der heute angewandten Technologien als wirtschaftlich bezeichnen, aber immerhin konnten bei den Bemühungen um eine Verbesserung der Technologien und um eine Senkung der Kosten in beträchtlichem Maße wissenschaftliche Erkenntnisse gesammelt und technisches Know-how aufgebaut werden. Dabei wurde unter Anwendung der indirekten thermischen Behandlung von Feststoffen eine neuartige Technologie entwickelt, mit der reiner Kohlenstoff auf schnelle, umweltfreundliche und hoch effiziente Weise gewonnen werden kann.

Diese Technik basiert hauptsächlich auf der Flash-Pyrolyse, einem Verfahren zur Zerlegung oder Umwandlung von Bestandteilen durch Wärmeeinwirkung. Der feste Abfallstoff gelangt in einen indirekt beheizten Rotationsreaktor, in dem eine reduzierende Atmosphäre mit bestimmten Druck- und Temperaturverhältnissen herrscht, und in dem er teilweise verdampft und/oder vergast wird. Daran schließen sich zwei Pyrolysephasen an, nämlich die gasförmige Dampfphase und die feste Phase. Vor seiner eigentlichen Verwendung wird der Kohlenstoff gereinigt, um einen hohen Reinheitsgrad zu erzielen.

Die Anwendung dieses fortschrittlichen Pyrolyseprozesses liefert eine hohe Ausbeute an purem Kohlenstoff in einer für zahlreiche Anwendungen direkt verwendbaren Form. Die wichtigsten Merkmale dieser Technologie sind die sehr hohen Aufheiz- und Wärmeübertragungswerte, die in der Regel für feste Abfallstoffe benötigt werden, ferner die vollständige Kontrolle über die verarbeiteten Stoffe, die kurzen Dampf-Verweilzeiten von typisch weniger als 2 Sekunden und die zügige Abkühlung der Pyrolysedämpfe, bei der das Hauptprodukt entsteht: Reiner Kohlenstoff.

Es wird erwartet, dass diese Technik zur sachgemäßen Aufbereitung von festen Abfallstoffen und insbesondere Gefahrstoffen verbreitet zum Einsatz kommen wird. Vor dem Hintergrund einer stetig steigenden Nachfrage nach Recyclingtechnologien könnte sie auch für viele Industriebetriebe von Interesse sein, da ja die meisten dieser Betriebe Abfälle produzieren. Der so gewonnene pure Kohlenstoff kann auch direkt von Chemiebetrieben zur Veredelung ihrer Endprodukte verwendet werden.
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