Actieve kool is een poreus organisch materiaal dat gekenmerkt wordt door een zeer groot specifiek oppervlak. Hierdoor kan het verontreinigingen uit water, lucht en gas verwijderen. Het wordt geproduceerd op basis van diverse koolstofrijke materialen zoals steenkool, houtsnippers, kokosnootschalen, etc.

De activatie van de koolstofrijke materialen gebeurt door middel van een thermochemisch proces bij zeer hoge temperaturen. Hierdoor krijgt de actieve kool een zeer groot inwendig oppervlak, wat het geschikt maakt voor adsorptie van allerlei verbindingen. Deze activatiemethode is de meest gebruikte techniek in de industrie.

Actieve kool wordt geproduceerd op basis van diverse koolstofrijke materialen zoals steenkool, houtsnippers, kokosnootschalen, etc. Biobased varianten, zoals kokosnootschalen of fruitpitten, winnen steeds meer aan belang. Elke grondstof bepaalt de poriënstructuur van de actieve kool in kwestie en daarmee ook de toepassingsmogelijkheden.

Adsorptie is het proces waarbij verontreinigingen zich hechten aan het oppervlak van actieve kool. Dit gebeurt via fysische krachten of chemische bindingen tussen de actieve kool en de verontreinigingen. Zo verwijdert actieve kool efficiënt ongewenste stoffen uit water, lucht en gassen.

Actieve kool is beschikbaar in verschillende vormen zoals poederkool, granulaire kool en pelletkool (“geëxtrudeerd”). Afhankelijk van de specifieke toepassing kan of moet er voor een andere type kool gekozen worden om tot een optimaal zuiveringsresultaat te komen.

De kwaliteit van actieve kool kan bepaald worden via parameters zoals het interne oppervlak (BET), joodgetal, CTC waarde, hardheid en asgehalte. Deze cijfers geven een indicatie van de adsorptiecapaciteit van de actieve kool en helpen bij het kiezen van de juiste kool voor een specifieke toepassing.

PFAS-moleculen worden door actieve kool verwijderd uit bv. verontreinigd water via hydrofobe en elektrostatische interacties tussen kool en PFAS. Lange keten PFAS-moleculen worden efficiënter en beter geadsorbeerd dan korte keten PFAS, maar ook voor deze laatste zorgt actieve kool voor een optimaal verwijderingsrendement. Een kritische parameter in dit verhaal is dat de actieve kool een juiste poriënstructuur moet hebben.

Biogas, geproduceerd via anaerobe vergisting of afkomstig van een stortplaats, bevat onder meer H₂S en diverse vluchtige organische verbindingen (VOC). Met actieve kool kunnen deze uit het biogas verwijderd worden. Dit voorkomt corrosie aan de installatie, vermindert emissies en maakt biogas geschikt voor energieproductie. Speciaal geïmpregneerde actieve koolsoorten verhogen de efficiëntie van dit zuiveringsproces.

De poriëngrootteverdeling brengt de porositeit van de actieve kool in kaart en geeft aan welke soort poriën er zijn en in welke verhouding. Dit aspect bepaalt hoe efficiënt actieve kool bepaalde verontreinigingen kan opnemen. Microporiën adsorberen hele kleine moleculen, terwijl mesoporiën grote moleculen adsorberen en functioneren als transportkanalen. Een juiste balans is essentieel voor een optimale adsorptie.