Projekt verwandelt Olivenabfälle in Superkondensatoren
Ein Forschungsprojekt in Spanien wurde abgeschlossen, nachdem ein wirksames Verfahren zur Wiederverwertung von Olivenabfällen für verschiedene industrielle Anwendungen entwickelt worden war.
Ein Projekt in Spanien hat Olivenabfälle erfolgreich in Aktivkohle mit vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten umgewandelt.
Am Ende seiner Forschungsphase hat das CARBON+-Projekt, ein gemeinsames öffentlich-privates Unternehmen, die Effizienz des Produkts als Superkondensatormaterial, seine Wirksamkeit bei der Abwasserbehandlung und seinen Beitrag zur Verlängerung der Haltbarkeit von Salzlake in der Olivenverarbeitung.
Diese Ergebnisse unterstreichen das Potenzial von Aktivkohlen in verschiedenen Anwendungsbereichen, was zur Untersuchung der wirtschaftlichen Machbarkeit einer Skalierung des Prozesses auf industrielles Niveau beitragen wird.
Das Projekt wurde 2022 im Rahmen des Programms für strategische Projekte in Zusammenarbeit mit der valencianischen Innovationsagentur der Regionalregierung der Autonomen Gemeinschaft Valencia ins Leben gerufen und von der Europäischen Union kofinanziert. Durchgeführt wurde es von Greene Enterprise, Aceitunas Serpis, der Universität Alicante und Aitex.
Die Arbeiten wurden in der Pilotanlage von Greene im Industriepark von Elche unter Verwendung von Olivenverarbeitungsrückständen durchgeführt, die von Serpis, einem Erzeuger von Tafeloliven, bereitgestellt wurden. Die Rückstände bestehen hauptsächlich aus Olivenkernen und Salzlake, den Hauptabfallprodukten des Olivensektors, die bei der Verarbeitung von Manzanilla- und Hojiblanca-Tafeloliven anfallen.
Siehe auch: Forscher verwandeln Abfälle aus Olivenhainen in BiokunststoffTrotz umfangreicher Forschung in den letzten Jahren zur Anwendung der Prinzipien der Kreislaufwirtschaft auf die Tafeloliven- und Olivenölindustrie wird der überwiegende Teil der Abfälle nach wie vor auf Deponien entsorgt.
Das Endziel des CARBON+-Projekts bestand darin, diese Abfallstoffe mittels Pyrolyse in einem wirtschaftlich tragfähigen industriellen Verfahren in hochwertige Aktivkohle umzuwandeln.
Dies wurde erreicht, und es wurde Aktivkohle mit einer spezifischen Oberfläche von 1.440 Quadratmetern pro Gramm hergestellt. Da eine der nützlichsten Eigenschaften von Aktivkohle ihre Adsorptionskapazität ist (die Anhaftung von Atomen, Ionen oder Molekülen aus einem Gas, Flüssigkeit oder gelösten Feststoff an einer Oberfläche), ist der Aktivkohle in solchen Anwendungen umso wirksamer, je größer die Oberfläche ist.
Neben der erfolgreichen Entwicklung dieses Verfahrens wurden drei wichtige industrielle Anwendungsbereiche untersucht, um den potenziellen Endwert der Aktivkohle zu bewerten.
Die erste nutzt die hohe Adsorptionsfähigkeit des Produkts, um suspendierte organische Stoffe und in gebrauchter Olivenfermentationslake gelöste phenolische Verbindungen zu entfernen.
Dadurch kann die Lake direkt in der Olivenverarbeitungsindustrie wiederverwendet werden, was Abfall und die damit verbundenen Kosten reduziert. Die im Rahmen des Projekts verwendete Aktivkohle war in dieser Funktion wirksamer als handelsübliche Alternativen und entfernte aufgrund ihrer höheren Porosität einen höheren Gehalt an Polyphenolen.
In einer verwandten Anwendung erwies sich Aktivkohle als wirksam bei der Geruchsbeseitigung in der Abwasserbehandlung. Dies wurde durch Tests des Produkts mit Gärsole, Textilabwasser und normalem kommunalen Abwasser aus einer aktiven Kläranlage nachgewiesen.
Siehe auch: Studie zeigt: Ziegel aus Olivenkernen reduzieren den CO₂-Fußabdruck von GebäudenSchließlich wurde die gewonnene Aktivkohle auf ihr Potenzial für den Einsatz in Superkondensatoren zur Energiespeicherung untersucht. In den letzten Jahren ist das Interesse an der Nutzung von Aktivkohle zur Energiespeicherung wieder gestiegen, und sie bleibt ein starker Kandidat bei der Suche nach porösen Materialien, die die Wasserstoffwirtschaft ermöglichen könnten.
Kohlenstoffbasierte Superkondensatoren bestehen aus zwei porösen Kohlenstoffelektroden mit großer spezifischer Oberfläche, die in einen Elektrolyten eingetaucht und durch eine Membran voneinander getrennt sind.
Die Energiespeicherung erfolgt vollständig elektrostatisch und ist daher unschädlich für die Integrität und Stabilität der Elektroden. Dadurch kann der Superkondensator bis zu 100.000 Lade-Lade- und Entladezyklen mit einer Elektrolytverschlechterungsrate von unter 10 Prozent durch, was einen solchen Energiespeicher in Anwendungen wie Elektrofahrzeugen äußerst begehrt macht.
Es wurde nachgewiesen, dass Elektroden aus dem im Rahmen des Projekts entwickelten Material eine Leistung erbrachten, die mit der von Elektroden aus handelsüblichem Aktivkohle vergleichbar war, wobei die Leistung etwas geringer ausfiel.
Die elektrochemische Leistung verbesserte sich, nachdem die Aktivkohle mit Salzsäure gewaschen und ihre Oberflächenchemie durch thermische Behandlung modifiziert worden war. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass die in dieser Phase erzielte Leistung hoch genug war, um weitere Forschung und Entwicklung zu rechtfertigen.
Diese Schlussfolgerung wurde auch in Bezug auf das Projekt als Ganzes gezogen, wobei Greene erklärte: „Kurz gesagt unterstreichen diese Ergebnisse das Potenzial von Aktivkohlen in verschiedenen Anwendungsbereichen, was zur Untersuchung der wirtschaftlichen Machbarkeit einer Skalierung des Prozesses auf industrielles Niveau durch beide Unternehmen beitragen wird.“