Biokohle wird eingesetzt, um die Treibhausgasemissionen in industriellen Prozessen wie dem Recycling von Bleibatterien zu reduzieren, was eine der erfolgreichsten Umweltinitiativen in der Geschichte der USA war.

Gopher Resource und die Universität von Minnesota haben gemeinsam an einer Initiative gearbeitet, die zum Teil vom US-Verteidigungsministerium finanziert wird und bei der Koks durch kohlenstoffneutrale Biokohle in den Öfen des Recyclingprozesses ersetzt wird.

Für diesen Schlüsselersatz wird organische Holzkohle verwendet, die aus krankheitsbefallenen Eschen und Balsamtannen gewonnen wird. Dadurch könnten die Treibhausgasemissionen von Gopher Resource um bis zu 30% reduziert werden.

Aus Lignin gewonnene Biokohle ist ein Wendepunkt in Bezug auf ihre potenziellen Anwendungen in Lithium-Ionen-Batterien (LIBs), insbesondere als leitfähiger Elektrodenzusatz und aktives Lithium-Wirtsmaterial.

Es wurde festgestellt, dass die Biokohle eine ähnlich hohe Leitfähigkeit aufweist wie Super P-Ruß, das wichtigste leitende Material in den meisten Batterien. Darüber hinaus erzeugt Biokohle nur 1,2 kg CO2 pro kg, während Ruß 2,4 kg CO2 pro kg erzeugt, was einer Reduzierung der Treibhausgase um 50% entspricht.

Studien deuten darauf hin, dass der Ersatz von Ruß durch Biokohle die Nachhaltigkeit von LIBs erheblich verbessern kann. Dies hat das Potenzial, die Lithium-Ionen-Batterie-Industrie zu revolutionieren und sie viel nachhaltiger zu machen als sie es heute ist.

Einige der faszinierendsten Möglichkeiten für den Einsatz von Biokohle in der Hochkapazitätsbatterietechnologie sind die Erforschung von Superkondensatoren, Batterieanwendungen und Wasserstoffspeichern, die an der Spitze der Forschung zu Biokohleanwendungen stehen.

Biokohle ist vielseitig genug, um eine poröse Struktur mit guter Oberfläche, Graphitierung und Oberflächenfunktionen zu haben, die alle für eine optimale Leistung als Energiespeichermedium wichtig sind.

So berichtet das New Journal Of Chemistry, dass bei der Herstellung einer Elektrode aus Biokohle, die aus einer Aprikosenschale hergestellt wurde, die Energiekapazität fast 88 % der Energie eines herkömmlichen Superkondensators betrug. Eine weitere Analyse ergab, dass die Biokohle nach 10.000 Lade- und Entladezyklen immer noch eine hohe Energiereserve von über 99,5 % der Kapazität aufwies.

Die globalen Temperaturen steigen aufgrund der CO2-Emissionen verschiedener Industriezweige, wobei der Bausektor erheblich zum Kohlenstoff-Fußabdruck beiträgt.

Wenn Biokohle zu Zement und Beton hinzugefügt wird, absorbiert sie mehr als das Doppelte ihres Eigengewichts an CO und wirkt so als Kohlenstoffsenke/Kohlenstoffabscheider, der das C02 aus der Atmosphäre fernhält, während Stahl und Beton dies nicht tun.

Biokohle verbessert auch die Qualität von Belagsmaterialien wie Asphalt beim Straßenbau. Die Verwendung von Biokohle als Bindemittel erhöht die Hochtemperatureigenschaften von Asphalt um bis zu 35 %, so dass der Belag bei wärmeren Temperaturen stabiler ist und besser zusammenhält.

All dies lässt auf eine klimabewusstere Vielfalt von Zement und zementähnlichen Baumaterialien in der Zukunft hoffen.

Die Auswirkungen von Biokohle auf die Landwirtschaft werden seit langem untersucht, seit sie vor über 2000 Jahren von den Völkern des Amazonasbeckens als Bestandteil der Terra Preta oder Amazonas-Dunkelerde dem Boden zugefügt wurde. Inspiriert von dieser Geschichte haben jüngste Studien, die von Agriculture and Agri-Food Canada (AAFC) in Nova Scotia durchgeführt wurden, gezeigt, dass Biokohle die Gesundheit des Bodens deutlich verbessern, den Ertrag von Tomaten und Paprika steigern, nützliche Bakterien fördern und den Einsatz von Düngemitteln um bis zu 50% reduzieren kann.

Die Zugabe von Biokohle zu Böden erhöht auch die Menge an Stickstoff, die von gedüngten Pflanzen aufgenommen wird, und steigert so die Ernteerträge. Bei einem solchen Experiment mit Reis wurde festgestellt, dass Pflanzen mit mit Biokohle versetztem Boden ihre Stickstoffaufnahme um 23-27% erhöhten, was zu einer Steigerung des Reisertrags um 8-10% führte.

Biokohle hat eine poröse Struktur mit einer großen Oberfläche, die sie zu einem hervorragenden Material für die Adsorption und Speicherung von Wasserstoffgas macht. Dies bietet eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Speichermethoden.

Insbesondere die Biokohle aus Pappelholzspänen ist chemisch stabil und gewährleistet eine sichere und effiziente Wasserstoffspeicherung. Unter optimalen Bedingungen kann sie bis zu 3 Gew.-% ihres Eigengewichts an Wasserstoff speichern.

Die Skalierbarkeit und Kosteneffizienz von Biokohle im Vergleich zu anderen Speichermaterialien machen sie wirtschaftlich attraktiv. Außerdem minimiert die Fähigkeit von Biokohle, sich nach der Freisetzung von Wasserstoff zu regenerieren, gleichzeitig die Abfallmenge. Nach einer kürzlich in China durchgeführten Analyse des wirtschaftlichen Nutzens liegt der interne Zinsfuß für Biokohle, die zur Wasserstoffspeicherung verwendet wird, bei etwa 22%.