Labor für Hydrothermale Karbonisierung

Schon ab 1911 untersuchte F. Bergius, unterstützt durch seine Mitarbeiter H. Specht und J. Billwiller, den geologischen Vorgang der Kohlebildung im Labor. Grundlage dieser Arbeiten war die Theorie, dass sich aus pflanzlichen Substanzen in wässriger Umgebung und unter Sauerstoffabschluss über einen langen Zeitraum thermodynamisch bedingt selbständig Kohle bildet. Um diese Vorgang zu untersuchen, wurde der Faktor Temperatur in Versuchen schrittweise erhöht um die Reaktion der „Inkohlung“ zu beschleunigen. Auf diese Weise gelang es Bergius in kleinen Reaktoren unter Luftabschluss und in Anwesenheit von Wasser braunkohleähnliche Substanzen zu erzeugen und dies in einem Bruchteil der Zeit, die die Natur für diesen Vorgang benötigt (Bergius 1913, Bergius 1928).

Die Hydrothermale Karbonisierung (HTC) oder Inkohlung bildet den natürlichen Kohlegestehungsprozess nach. Bei einer Temperatur um 200°C und einem Druck zwischen 20 und 35 bar wird unter Luftabschluss und Zugabe von Katalysatoren Biomasse innerhalb weniger Stunden dehydriert. Dabei werden von einem beispielhaften Kohlehydratmolekül fünf H 2O Gruppen unter Energieabgabe abgespalten:
C6(H2O)6 --> C6(H2O) + 5 H2O + 1105 kJ/mol

Das Reaktionsprodukt ist ein Kohleschlamm, der sich aufgrund seiner feinen Partikelstruktur mechanisch ausgezeichnet auf bis zu 80% Trockensubstanzgehalt (TS) entwässern lässt. Die entstandene Biokohle kann nach einer abschließenden Trocknung, entsprechend der weiteren Ver wendung sowohl blasfähig oder in Form von Pellets zur Verfügung gestellt werden. Sie hat Eigenschaften, die mit fossiler Kohle vergleichbar sind.
Die HTC läuft ohne Abgabe schädlicher Klimagase ab und erhält nahezu den gesamten in der Biomasse enthaltenen Kohlenstoff. Da weiterhin bei der Verbrennung dieser Biokohle nur die Menge CO2 freigesetzt wird, die zuvor während der Wachstumsphase der Biomasse dem Klimakreislauf entzogen wurde, handelt es sich dabei um einen regenerativen, CO2-neutralen Energieträger.
Durch die Karbonisierung wird der Brennwert gegenüber dem Ausgangsstoff deutlich erhöht.

Über uns

Seit 2006 wird unter Prof. Dr.-Ing. Michael Bottlinger an dem interessanten Thema „Hydrothermale Karbonisierung“ gearbeitet.

Kompetenzen:

Prof. Dr.-Ing. Michael Bottlinger
Laborleitung Hydrothermale Karbonisierung

  • Partikelmesstechnik
  • Mechanische Verfahrenstechnik
  • Online-Prozessmesstechnik
  • Unit operations und Gesamtprozesse

Prof. Dr.rer. nat. Heike Bradl
Laborleitung Umweltgeotechniklabor

  • Pytoremediation
  • Charakterisierung von Nanopartikeln aus dem Abrieb von Prothesen
  • Charakterisierung von Nanopartikeln aus der HTC

Oliver Stein M.Sc.
Laborkoordination, Labor- und Projektbetreuung, Ansprechpartner für Fremdaufträge, Studentenbetreuung

  • Umsetzbarkeit verschiedener Einsatzstoffe mittels Hydrothermaler Karbonisierung
  • Parametrierung der Hydrothermalen Karbonisierung
  • Produktanalyse
  • Messung von Partikelgrößenverteilungen
  • Assistenz Verfahrenstechnik

Joris Verstegen M.Sc.
Projektleiter Drittmittelprojekt „CARBOWERT“, Betreuung Pflanzversuche

  •  Erzeugung von Biokohlen mittels Hydrothermaler Karbonisierung
  • Analyse von Schwermetallkonzentrationen in Biokohlen
  • Statistische Versuchsplanung
  • Produktanalyse
Laborausstattung
  • Büchi AG Doppelmantelreaktor, 2,1l 60 bar
  • Huber Ministrat CC3 Thermostat, 200°C
  • Ultraschalldispergierer
  • Magnetrührer mit Heizung
  • 2 Rührwerke
  • Hach-Lange Photometer (für Hach-Lange Küvettentests)
  • Hochtemperatur Aufschlussofen  
  • Umluft-Trockenschrank
  • pH- Meter
  • 2 Labor-Tischwaagen

Weitere Ausrüstung:

  • Labor für Partikelmesstechnik
  • Gut ausgestattetes Labor für Mikroskopie (Lichtmikroskope, CLSM, REM, Atomkraft)
  • Technikum zur Vor- und Nachbereitung von Materialien

In einer vom BMBF geförderten Pilotanlage können Versuche im Tonnen-Maßstab durchgeführt werden.

Standort

Gebäude: 9926
Raum: 136

Laborleitung

Prof. Dr. Michael Bottlinger
Professor FB Umweltplanung/-technik - FR Verfahrenstechnik

Kontakt

+49 6782 17-1120
+49 6782 17-1267

Standort

Birkenfeld | Gebäude 9917 | Raum 11

Laborleitung

Prof. Dr. Heike Bradl
Prof. Dr. Heike Bradl
Professorin FB Umweltplanung/-technik - FR Verfahrenstechnik

Kontakt

+49 6782 17-1197
+49 6782 17-1317

Standort

Birkenfeld | Gebäude 9925 | Raum 120

Laboringenieur*in

Oliver Stein
Oliver Stein, Dipl.-Ing. (FH), M.Sc.
Beschäftigter FB Umweltplanung/-technik

Kontakt

+49 6782 17-2648

Standort

Birkenfeld | Gebäude 9926 | Raum 48

Sprechzeiten

täglich