Die Bestimmung der elementaren Zusammensetzung von festen Bio-Brennstoffen
Eine Vielzahl an Materialien wird zu den festen Bio-Brennstoffen gezählt. Diese reichen von natürlichen Materialien wie Baumrinde oder Stroh bis hin zu Stoffen auf anthropogener Basis wie feste Abfallprodukte. Die in den verschiedenen Arten von Bio-Brennstoffen enthaltenen Elemente können eine Vielzahl von Problemen auslösen, wenn die Bio-Brennstoffe in Kraftwerken verwertet werden. Zu diesen Problemen zählen die Bildung von Schlacke, Korrosion und schädliche Emissionen in die Atmosphäre. Daher besteht die Notwendigkeit sowohl die Mengen der Hauptelemente (z.B. Kalzium, Phosphor, Silizium usw.) als auch die der Nebenelemente (Arsen, Quecksilber, Blei usw.) vor der Verwertung der Bio-Brennstoffe zu bestimmen. Das Österreichische Forschungsinstitut für Chemie und Technik (OFI) hat sich vorgenommen, einen einheitlichen Ansatz zur Messung festzulegen. Ein solcher Ansatz auf europäischer Ebene existiert bislang noch nicht. Das OFI hat die Notwendigkeit verdeutlicht, dass es vermieden werden muss, Verbindungen aus den untersuchten Stoffen (z.B. Nickel) zu verwenden, um eine Verschmutzung während der Probenaufbereitung zu verhindern. Die Bio-Brennstoffe sollten auf eine Partikelgröße von einem Millimeter oder weniger zermahlen sein. Als nächstes müssen alle Proben mit Hilfe der feuchten Aufschließung zersetzt worden sein. Dazu werden einige Säuren verwendet: Wasserstoffperoxyd, Salpetersäure sowie Borsäure. Das OFI hat anschließend verschiedene Elementaranalyse-Methoden verglichen. Die Atomabsorptionsspektroskopie (AAS) und die zugehörigen Varianten einschließlich der Flammen-AAS (FAAS), der Graphitrohr-AAS (GFAAS) und der AAS-Kaltdampftechnik (CVAAS - Cold Vapour AAS) erwiesen sich für das breite Spektrum an Konzentrationen, die in natürlichen und anthropogenen festen Bio-Brennstoffen vorhanden sind, allesamt als geeignet. Im OFI konnten außerdem die optische Emissionsspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES - Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry) und die zugehörige Massenspektronomie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-MS - Mass Spectroscopy) als brauchbare Alternativen bestimmt werden. Eine weitere gebräuchliche Methode der Elementaranalyse, die Röntgenfluoreszenzspektrometrie (XRF - X-ray Fluorescence Spectrometry), wurde als ungeeignet erachtet. Dies geschah aufgrund der Tatsache, dass die erforderlichen Kalibrierungsnormen zur Zeit der Versuchsdurchführung fehlten. Das OFI betonte die Notwendigkeit derartige Normen zu entwickeln, um einen Vorteil aus der vergleichsweise schnellen XRF-Methode ziehen zu können. Die vom OFI herausgestellten Richtlinien stellen den Beginn eines europaweiten Ansatzes im Hinblick auf das Messen von festen Bio-Brennstoffen dar. Diese Arbeit wird dabei helfen, die Aufnahme fester Bio-Brennstoffe als eine alternative Energiequelle zu fördern.
