Aktivkohle ist ein poröses organisches Material mit einer sehr großen spezifischen Oberfläche. Dadurch kann sie Verunreinigungen aus Wasser, Luft und Gas entfernen. Sie wird aus verschiedenen kohlenstoffreichen Rohstoffen wie Kohle, Holzspänen oder Kokosschalen hergestellt.

Die Aktivierung der kohlenstoffreichen Materialien erfolgt durch einen thermochemischen Prozess bei sehr hohen Temperaturen. Dadurch entsteht eine große innere Oberfläche, die Aktivkohle für die Adsorption verschiedenster Verbindungen geeignet macht. Diese Aktivierungsmethode ist die in der Industrie am häufigsten verwendete Technik.

Aktivkohle wird aus verschiedenen kohlenstoffreichen Materialien hergestellt, wie Kohle, Holzspänen oder Kokosschalen. Biobasierte Varianten wie Kokosschalen oder Fruchtkerne, gewinnen zunehmend an Bedeutung. Jeder Rohstoff bestimmt die Porenstruktur der jeweiligen Aktivkohle und somit ihre Einsatzmöglichkeiten.

Adsorption ist der Prozess, bei dem sich Verunreinigungen an der Oberfläche der Aktivkohle anlagern. Dies geschieht durch physikalische Kräfte oder chemische Bindungen zwischen der Aktivkohle und den Schadstoffen. So entfernt Aktivkohle effektiv unerwünschte Stoffe aus Wasser, Luft und Gasen.

Aktivkohle ist in verschiedenen Formen erhältlich, z. B. als Pulver-, Granulat- oder Pelletkohle („extrudiert“). Je nach Anwendung kann eine andere Kohleart gewählt werden, um ein optimales Reinigungsergebnis zu erzielen.

Die Qualität von Aktivkohle kann anhand von Parametern wie innerer Oberfläche (BET), Jodzahl, CTC-Wert, Härte und Aschegehalt bestimmt werden. Diese Parameter ermöglichen eine präzise Einschätzung der Adsorptionsfähigkeit der Aktivkohle und helfen bei der Auswahl der richtigen Kohle für eine bestimmte Anwendung.

PFAS-Moleküle werden durch Aktivkohle aus kontaminiertem Wasser entfernt, und zwar durch hydrophobe und elektrostatische Wechselwirkungen zwischen Kohle und PFAS. Langkettige PFAS werden effizienter adsorbiert als kurzkettige, aber Aktivkohle sorgt auch hier für eine optimale Entfernung. Eine entscheidende Rolle spielt die richtige Porenstruktur der Aktivkohle.

Biogas, das durch anaerobe Vergärung oder aus Deponien entsteht, enthält unter anderem H₂S und verschiedene flüchtige organische Verbindungen (VOC). Diese können mit Aktivkohle entfernt werden, um Korrosion an der Anlage zu vermeiden, Emissionen zu reduzieren und das Biogas für die Energieerzeugung nutzbar zu machen. Speziell imprägnierte Aktivkohlen erhöhen die Effizienz dieses Reinigungsprozesses.

Die Porengrößenverteilung beschreibt die Porosität der Aktivkohle und zeigt, welche Porenarten in welchem Verhältnis vorhanden sind. Dies bestimmt, wie effizient Aktivkohle bestimmte Schadstoffe aufnehmen kann. Mikroporen adsorbieren sehr kleine Moleküle, während Mesoporen größere Moleküle adsorbieren und als Transportkanäle dienen. Ein ausgewogenes Verhältnis ist entscheidend für eine optimale Adsorption.