Kaffeesatz wird in 90 Sekunden zu Kohle-Ersatz

Kaffeesatz ist ein Abfallprodukt, das in riesigen Mengen anfällt – allein weltweit fallen jährlich Millionen Tonnen an. Bisher war die Weiterverwertung schwierig, weil der Satz sehr feucht ist. Herkömmliche Verfahren zur Herstellung von Biokohle benötigen stundenlanges Trocknen, was viel Energie kostet und den Prozess unwirtschaftlich macht.

Forscher des Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources (KIGAM) haben nun einen Weg gefunden, dieses Problem zu umgehen. Sie nutzen eine Flammplasma-Pyrolyse, bei der ein Plasma aus Flüssiggas und Druckluft Temperaturen von 800 bis 900 Grad Celsius erzeugt. In dieser Hitze verdampft das Wasser im Kaffeesatz schlagartig, der Druck im Inneren der Partikel steigt, bis sie aufplatzen – die Forscher nennen das den „Popcorn-Effekt“. Dadurch wird die Biomasse in nur 90 Sekunden in Biokohle umgewandelt, ohne dass vorher getrocknet werden muss.

Die entstehende Biokohle hat einen Heizwert von 29,0 Megajoule pro Kilogramm – das ist etwa 33 Prozent mehr als unbehandelter Kaffeesatz und liegt auf dem Niveau von Anthrazitkohle. Der Kohlenstoffgehalt stieg von 15,6 auf 46,2 Prozent, und sämtliche Schwefelverbindungen wurden eliminiert. Das bedeutet: Die Kohle verbrennt sauberer als herkömmliche Steinkohle, ohne Schwefelemissionen, die sauren Regen verursachen. Zudem hat die poröse Kohle eine große Oberfläche und eignet sich nicht nur als Brennstoff, sondern auch für Aktivkohle, Filter oder industrielle Adsorption.

Im Vergleich zu anderen Verfahren ist die neue Methode extrem schnell: Die Hydrothermalcarbonisierung, eine etablierte Technik für nasse Biomasse, benötigt ein bis sechs Stunden; die Torrefaktion dauert mindestens 30 Minuten. Das KIGAM-System schafft die Umwandlung in 90 Sekunden und erzeugt dabei weniger Rauch und Teer als herkömmliche Verfahren. Der Energieaufwand bleibt niedrig, weil das Plasma aus der Verbrennung von Gas gewonnen wird und nicht aus teurem Strom.

Obwohl die Studie sich auf Kaffeesatz konzentrierte, sehen die Forscher um Dr. Taejun Park ein breiteres Anwendungsspektrum. Auch Lebensmittelabfälle, Klärschlamm und landwirtschaftliche Reste haben einen hohen Feuchtigkeitsgehalt und könnten mit dem gleichen Verfahren verwertet werden. Park betont: „Nasse organische Abfälle sind kein Entsorgungsproblem, sondern ein Rohstoff.“ Der nächste Schritt sind Tests im kommerziellen Maßstab mit weiteren Abfallarten.