Kategorie: Publikationen

Eine Veröffentlichung im Journal REVISTA MATÉRIA zeigt, dass die Zugabe von 12 % Biochar zu Beton zwar die 28-Tage-Druckfestigkeit um 30 % (von 69 MPa auf 48 MPa) verringerten, aber die langfristige Aushärtung verbesserten, was nach weiteren 28 Tagen zu einer Festigkeitssteigerung von 16 % führte. Dies unterstreicht das Potenzial von Biochar für nachhaltiges Bauen trotz anfänglicher Festigkeitsreduzierung.

Die Studie hat nicht untersucht, wie sich eine praxisnähere geringere Biochar-Zugabe zum Beton auf dessen Eigenschaften auswirken würden. Dazu gibt es jedoch viele andere wissenschaftliche Publikationen, auf die in den ÖBIKA-News schon verschiedentlich hingewiesen wurde.

Zitat:

Alagesan, A.; Raju, V.B.; Veerapathran, M., et al., Revista Matéria, vol. 30, e20240965, 2025

In dieser Studie wurden die Auswirkungen auf die Treibhausgasemissionen und die Stabilisierung der organischen Substanz bei der Kompostierung von Geflügelmist (PM) und Rindermist (CM) untersucht. Die Zugabe von Biochar (10 % m/m) reduzierte die Methanemissionen während der thermophilen Phase signifikant – um das 4,6-fache bei PM in Kombination mit Biochar und um das 3,7-fache bei CM in Kombination mit Biochar im Vergleich zu PM bzw. CM ohne Biochar-Zusatz – was auf eine verbesserte Belüftung und mikrobielle Aktivität hinweist, was durch höhere CO₂-Emissionen unterstützt wird.

Der Zusatz von Biokohle verbesserte die Kompostqualität, indem er die CH₄-Emissionen reduzierte und die selektive Kohlenstoffumwandlung, insbesondere Lignin, förderte. Diese Ergebnisse unterstützen die Biochar-Co-Kompostierung als Strategie zur Herstellung von Komposten mit verbessertem agronomischem und ökologischem Wert.

Zitat:

Jindo, K., Sonoki, T., & Sánchez-Monedero, M. A. (2025). Stabilizing organic matter and reducing methane emissions in composting with biochar to strengthen the role of compost in soil health. Soil & Environmental Health, 100164 (2025)

Foto: publicdomainpictures.net – Vera Kratochvil

In dieser Studie wurde das Potenzial von Biokohle aus der Klärschlamm-Vergasung in einer Versuchsanlage als effizientes Adsorptionsmittel für die Phosphatentfernung in synthetischen Abwässern untersucht. Die wichtigste Innovation war die Verwendung einer neuartigen Pflanzenkohle, die als Nebenprodukt eines innovativen Vergasungsprozesses ohne zusätzliche Vorbehandlung anfiel.  Frische Klärschlamm-Biochar wies eine Phosphatadsorptionskapazität von 5,31 bis 17,60 mg/g auf und erreichte eine Phosphat-Entfernungseffizienz von bis zu 99,50 % unter Bedingungen von 0,75 g Biochar pro 100 ml Lösung und einer anfänglichen Phosphatkonzentration von 40 mg/l.

Zitat:

Nakić, D., Licht, K., Posavčić, H., Halkijević, I. (2025) Biochar from Experimental Sewage Sludge Gasification as an Adsorbent for Phosphate Removal. Results in Engineering, vol. 27, 106077 (2025).

Ein neuartiger Bodenverbesserer, der Biochar, Pflanzenasche und Effektive Mikroorganismen (EM) kombinierte, verbesserte die Bodenqualität, erhöhte die organische Substanz um bis zu 77,23 %, verbesserte die Nährstoffverfügbarkeit und reduzierte die (Schütt-)Dichte des Bodens um fast 10 % und bot somit eine nachhaltige Lösung für den Anbau von gesundem Gemüse. Eine Behandlung mit 6 t/ha Biochar, 3 t/ha Pflanzenasche und EM-Bakterien zeigte den günstigsten Verbesserungseffekt.

Zitat:

Sun, M., Fan, S. X., & Zhang, N. (2025). Effects of biochar combined with the application of plant ash and effective microorganisms on the soil in the vegetable facility. Scientific Reports, 15, 15824 (2025).

Foto: pixnio.com – Bicanski

In einer neuen Studie des DVNE (Deutscher Verband für Negative Emissionen) und von Climate Focus wird auf die Dringlichkeit und die Optionen zur aktiven Entfernung von CO₂ aus der Atmosphäre als eine Maßnahme der Klimawandel-Verlangsamung hingewiesen.

Mit dem Fokus auf den Sektor „Landnutzung, Landnutzungsänderungen und Forstwirtschaft“ (LULUCF) wird betont, dass dieser Sektor zunehmend zu einer CO₂-Quelle anstatt zu einer Nettosenke wird. In der Studie werden 8 vorrangige Handlungsempfehlungen für die Politik identifiziert, um Investitionen in Maßnahmen zur Klimawandel-Eindämmung zu mobilisieren:

1. Klares Bekenntnis der Politik zum freiwilligen Kohlenstoffmarkt
2. Klarstellung zur Doppelzählung
3. Klarstellung zur Permanenz und zum Klimanutzen von naturbasierten Lösungen
4. Klarstellung zu Klimaaussagen von Unternehmen
5. Klarstellung der Förderfähigkeit von CO₂-Entnahme-Projekten
6. Beseitigung von rechtlichen Hürden für Biochar
7. Schaffung von Nachfrage nach Zertifikaten
8. Erleichterung der Projektentwicklung

Auf politischer Ebene sollte die Entwicklung von Projekten durch Transparenz, Marktinfrastruktur, Kooperationen sowie die Identifizierung und das Verfügbarmachen von Flächen gefördert werden.

Holzige Siebüberläufe aus Kompostierungs- und Vergärungsanlagen enthalten oft geringe Kunststoffanteile, was ihre stoffliche Nutzung bislang erschwerte oder nur die thermische Nutzung in der Müllverbrennung möglich war. Das Forschungsprojekt CoPyKu2 von Ithaka-Institut, Agroscope, Eawag, Axpo Power AG und IWB und unterstützt durch die Umwelttechnologieförderung des Bundesamts für Umwelt (CH) zeigt nun, dass diese Materialien durch Pyrolyse sicher und effizient verwertet werden können.

Mit dem Projekt haben die Forschenden nachgewiesen, dass die dabei entstehende Pflanzenkohle unerwartet positive Eigenschaften aufweist und die hohen Umwelt- und Qualitätsstandards einhält, die für den Einsatz als Dünger gelten.

Es wurde festgestellt, dass sich die Kunststoffe bei 600 °C und 20 Minuten Verweilzeit komplett zersetzten. Alle Grenzwerte für Schadstoffe wie Dioxine und PAK, die für Pflanzenkohle als Dünger gelten – selbst bei bis zu einem Kunststoffanteil von 10 % – wurden eingehalten.

Durch die stoffliche Verwertung dieser bisher thermisch entsorgten Stoffströme ergeben sich mehrere Vorteile:

• Vermeidung von Kunststoffeinträgen in die Umwelt
• Reduktion von Entsorgungskosten
• Langfristige CO₂-Speicherung durch Biochar
• Erschließung neuer Rohstoffquellen für Biochar-Produzenten

Die Ergebnisse und Erfahrungen wurden in Pilot- und Großversuchen validiert und bilden nun die Grundlage für die breite Einführung der Pyrolyse von holzigen Siebüberläufen in der Schweiz. Auf Basis der Projektergebnisse werden nun konkrete Vorschläge zur Aufnahme neuer Regelungen und Grenzwerte in das European Biochar Certificate (EBC) erarbeitet.

Hilber, I. et al. Biochar Production From Plastic-Contaminated Biomass. GCB Bioenergy 16, e70005 (2024).

Grafmüller, J., Rathnayake, D., Hagemann, N., Bucheli, T. D. & Schmidt, H.-P. Biochars from chlorine-rich feedstock are low in polychlorinated dioxins, furans and biphenyls. J Anal Appl Pyrol 183, 106764 (2024).

Foto: pixnio – Hagerty Ryan

Abstract

Ein neuartiges tragbares Rührscheiben-Festphasenextraktions-Gerät wurde entwickelt, bei dem eine Pflanzenkohle/Natriumalginat (SA)-Mischmatrixmembran (MMM) als Adsorptionsmittel diente. Damit wurden Bisphenolverunreinigungen aus Wasser entfernt. Die Pflanzenkohle/SA MMM wies zufriedenstellende Adsorptionseigenschaften und eine hervorragende Wiederverwendbarkeit auf. Die Faktoren wie Reaktionszeit, Elutionszeit, Art und Volumen des Elutionslösungsmittels und pH-Wert der Probenlösung wurden optimiert. Die Validierung der Methodik ergab, dass die Nachweisgrenzen für die Bisphenole zwischen 0,06 und 0,17 ng·mL^-1 lagen. Die vorgeschlagene Methode wurde effektiv für Bisphenole in Leitungswasser-, Trinkwasser- und Flusswasserproben eingesetzt. Die Mischmatrixmembran wies eine ausgezeichnete Wiederverwendbarkeit auf.

Zitat: Zhang, H.Y., Li, Y.Y, Zhang, S.J., Hou, X.H.: A portable stir-disc solid phase extraction using biochar/sodium alginate mixed matrix membrane as absorbent for bisphenols enrichment in water samples. International Journal of Biological Macromolecules, Volume 313, 144244, 2025.

Eine neue Studie der Universität Nottingham zeigt, dass durch die Umwandlung von Lebensmittelabfällen in Pflanzenkohle bis 2030 jährlich 93.000 Tonnen CO₂ eingespart werden könnten.

Der Bericht zeigt, dass die Umwandlung von Gärresten aus Lebensmittelabfällen, einem Rückstand aus der Biogasproduktion, in Biochar eine kostengünstige und klimawirksame Lösung darstellt. Bei der Studie wurden auf 70 % Feuchtigkeit entwässerte Gärreste mit hydrothermaler Karbonisierung (bei 200 °C) vorbehandelt und anschließender pyrolysiert (bei 750 °C).

Jede Tonne Biochar mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 88 % könnte bis zu 1,2 Tonnen CO₂-Äquivalent binden, und eine Standortwahl mit einer gemeinsamen anaeroben Vergärungsanlage, in denen Gärreste von Lebensmittelabfällen anfallen, könnte die Kosten für die Kohlenstoffentfernung unter 100 (britische) Pfund pro Tonne halten. Die Anwendung dieser Pflanzenkohle auf landwirtschaftlichen Böden kann die Bodenfruchtbarkeit und -struktur verbessern und so zu nachhaltigen landwirtschaftlichen Praktiken beitragen.

Wenn dieser Ansatz auf nationaler Ebene in Großbritannien umgesetzt wird und 50 % der prognostizierten verfügbaren Gärreste aus Lebensmittelabfällen verwendet werden, könnten bis 2030 jährlich rund 93.000 Tonnen CO₂ gebunden werden. Um bis 2030 50 % der prognostizierten Gärreste von Lebensmittelabfällen in Großbritannien zu verarbeiten, wären 28 Produktionsanlagen für Biochar mit einer Kapazität von jeweils 20.000 Tonnen pro Jahr erforderlich.

Foto: geraldK / pixabay.com / Pixabay Lizenz

Beton, der mit Biochar angereichert ist, bietet doppelte Vorteile und zeigt beeindruckende Gewinne. Die modifizierte Porenstruktur und die verbesserten Hydratationsprodukte tragen zu einer verbesserten Haltbarkeit gegen chemische Angriffe und Frost-Tau-Zyklen bei. Optimale Dosierungen (2-5 % der Zementmasse) erhöhen die Druckfestigkeit um bis zu 76 % und reduzieren die Wasseraufnahme um 41 %, während jeder Kubikmeter bis zu 9,40 kg Kohlendioxid bindet, was einen bedeutenden Schritt in Richtung nachhaltiges Bauen darstellt.

Zitat:

Zhou, Y., Wang, S., & Chen, L. (2025). Progress and prospects of biochar as concrete filler: A review. Alexandria Engineering Journal, 128, 306-323.

Eine kürzlich durchgeführte Studie unterstreicht das erhebliche Potenzial von Biochar in der nachhaltigen Landwirtschaft und zeigt eine Reduzierung der Ammoniakverflüchtigung aus tonigen Böden um bis zu 52 % und eine Verringerung der Nitrat-N-Auswaschung um 39 %, wenn Biochar zusammen mit organischen Düngemitteln ausgebracht wird. In sandig-lehmigen Böden wurden N₂O-Emissionen um bis zu 25 % reduziert, nicht aber in tonigen Böden.

Insgesamt zeigen die Anwendungen von Biochar ein erhebliches Potenzial zur Minderung von N-Verlusten und zur Verbesserung der N-Nutzungseffizienz. Die Wirksamkeit wird jedoch optimiert, wenn die Biochar-Eigenschaften (z. B. hohe spezifische Oberfläche und angemessenes C/N-Verhältnis) und die Anwendungsstrategien auf bestimmte Bodentypen und N-Quellen zugeschnitten sind.

Zitat:

Kohira, Y., Fentie, D., Lewoyehu, M., Wutisirirattanachai, T., Gezahegn, A., Ahmed, M., Akizuki, S., Addisu, S., & Sato, S. (2025). The Sustainable Management of Nitrogen Fertilizers for Environmental Impact Mitigation by Biochar Applications to Soils: A Review from the Past Decade. Environments, 12(6), 182.

Foto: wikimedia