Reaktvitität von Holzkohle während und nach der Pyrolyse
Abstract
Holz ist eines der wichtigsten Materialien für kohlenstoffneutrale Bauprodukte, aber ein Nachteil besteht: es ist brennbar. Die Entzündung von Holz unterliegt komplexen Mechanismen, die noch nicht vollständig geklärt sind. Allgemein wird mit der Entzündung meist eine Flammbildung gleichgesetzt, jedoch kommt es vor jeder Entzündung von Gasen zur Bildung einer reaktiven Kohleschicht an der Oberfläche. Solche Schichten können sich bereits bei Temperaturen, die deutlich unter den allgemein anerkannten Zündtemperaturen von Holz (z.B. Fichte: 280 °C) liegen, bilden. Bekannt ist, dass bei ausreichend langer Einwirkdauer bereits Temperaturen unter 200 °C für die Bildung dieser Kohleschicht ausreichen. Wie lange genau, ist bisher nicht wissenschaftlich fundiert nachgewiesen. Bekannt sind Fälle, bei denen sich Holz nach Langzeit Niedrigtemperatureinwirkung weit unterhalb des Zündpunktes von selbst entzündet haben soll. Es wird vermutet, dass dabei Chemiesorptionsprozesse stattfinden, welche die Holzkohle Oberfläche mit Sauerstoffatomen anreichern und die für eine Entzündung notwendige Aktivierungsenergie maßgeblich senken können und es so zu einer Selbstentzündung bei niedrigeren Temperaturen kommt. In welchem Ausmaß die vermuteten Einflussgrößen von Pyrolysegrad der Holzkohle und Dauer von Temperatureinwirkung sich auf eine Oberflächenanreicherung mit Sauerstoff auswirken und diese zu einer Entzündung bei Temperaturen unter 200 °C führen sind Forschungsinhalt des vorliegenden rundlagenprojektes. Um den hierarchischen Aufbau von Holz möglichst holistisch betrachten zu können, werden Untersuchungen sowohl an Kleinstproben im Mikrobereich als auch an makroskopischen Proben im Zentimeterbereich durchgeführt. Die Ergebnisse sollen Klarheit über die Prozesse, die bei der Selbstentzündung von Holz bei niedrigen Temperaturen eine Rolle spielen, bringen und damit die Grundlage für einen noch sichereren und effizienteren Umgang mit dem natürlichen Baumaterial Holz liefern.
Schlagworte Reaktivität Pyrolyse Holzkohle Thermische Analyse Zündverhalten
Publikationen
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Anita Grausam
Dipl.-Ing. Anita Grausam
anita.grausam@boku.ac.at
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27.11.2023 - 30.09.2026
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Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Christoph Pfeifer
christoph.pfeifer@boku.ac.at
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BOKU Projektleiter*in
01.10.2023 - 26.11.2023
Jitka Hrbek
Dipl.-Ing. Dr. Jitka Hrbek
jitka.hrbek@boku.ac.at
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01.10.2023 - 30.09.2026
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Kompetenzzentrum Holz GmbH
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Koordinator