Der Begriff „Synthesekohle“ bezeichnet im näheren Sinne einen künstlich hergestellten Kohlenstoffträger, der durch thermochemische Prozesse erzeugt wird. Diese Kohlenstoffquelle wird durch die Umwandlung von organischen Rest- und Abfallstoffen gewonnen und kann für unterschiedliche technische und industrielle Anwendungen genutzt werden.
Team Nachhaltigkeit hat diesen Begriff vor geraumer Zeit aufgegriffen, eingeführt und neu definiert, um eine klare Abgrenzung zum Bereich der Pflanzenkohle zu schaffen. Im Sinne dieser Definition umfassen Synthesekohlen Carbonisate, welche sich aufgrund
von klassischer Pflanzenkohle unterscheiden und daher für sogenannte EOL-Anwendungen („End of Life“) vorgesehen sind. Gerade Ausgangsmaterial und Herstellungsverfahren bestimmen dabei wesentlich, welche Eigenschaften die entstehende Kohle besitzt und für welchen Nutzungspfad sie geeignet ist.
Von besonderem Interesse sind langlebige technische Anwendungen, insbesondere im Bereich der Baustoffe. Hier können geeignete Synthesekohlen als Zusatzstoff eingesetzt und der enthaltene Kohlenstoff langfristig gebunden werden. Entscheidend ist dabei, dass Inputmaterial, Kohlequalität und spätere Anwendung aufeinander abgestimmt werden.
Die steigende Nachfrage nach nachhaltigeren Baustoffen trifft gleichzeitig auf einen mengenmäßig begrenzten Pflanzenkohlemarkt mit entsprechendem Preisniveau. Dadurch gewinnt auch die Nutzung von Synthesekohle zunehmend an Bedeutung.
Pflanzenkohle wird durch die thermochemische Umwandlung von pflanzlichem Material wie Holz, Stroh oder Pflanzenresten, hergestellt. Der Prozess der Pflanzenkohleherstellung wird auch Carbonisierung (Pyrolyse) genannt und erfolgt bei hohen Temperaturen unter Abwesenheit von Sauerstoff.
Dies führt dazu, dass das organische Material nicht vollständig verbrannt wird, sondern stattdessen in poröse Kohlenstoffstrukturen umgewandelt wird. Feinste Poren (Mikro-, Meso- und Makroporen) verleihen der Pflanzenkohle ihre adsorptiven und vielfältigen Eigenschaften. Durch ihre poröse Struktur bietet sie eine große Oberfläche für chemische Reaktionen und Interaktionen mit anderen Substanzen. Aufgrund elektrochemischer Prozesse und den in den Poren herrschenden „van der Waals-Kräften“ werden Ionen adsorbiert und wieder abgegeben.
Diese Mechanismen ermöglichen es der Pflanzenkohle Schadstoffe, Schwermetalle und andere Verunreinigungen zu binden. Die poröse Struktur ermöglicht es der Pflanzenkohle zudem eine beträchtliche Menge an Feuchtigkeit, einschließlich der darin gelösten (Pflanzen-)Nährstoffe aufzunehmen und bei Bedarf wieder freizugeben. Diese Fähigkeit zur Feuchtigkeitsregulierung ist insbesondere in der Landwirtschaft von besonderem Nutzen, da sie dazu beiträgt die Bodenfeuchte zu erhalten und somit Austrocknung und damit einhergehender Erosion zu mindern. Diese Eigenschaft macht Pflanzenkohle zu einem wertvollen Hilfsstoff für die Bodenverbesserung und zur Steigerung der Wasserhaltefähigkeit.
