Pflanzenkohle ist ein schwarzer, flockiger, leichter, kohlenstoffreicher Feststoff, der durch Erhitzen von Biomasse (z. B. landwirtschaftlichen Abfällen, Holz oder organischen Materialien) auf hohe Temperaturen (normalerweise zwischen 350 und 700 Grad) unter Sauerstoffmangelbedingungen mithilfe der Pyrolysetechnologie hergestellt wird. Es liegt normalerweise in körniger Form vor und besteht hauptsächlich aus Elementen wie Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff, wobei der Kohlenstoffgehalt typischerweise über 70 % liegt. Es hat eine extrem geringe Löslichkeit und besitzt stark carboxylierte und aromatische Struktureigenschaften. Pflanzenkohle kann aus einer Vielzahl von Rohstoffen hergestellt werden, darunter landwirtschaftliche Abfälle wie Hühnermist, Schweinemist, Hackschnitzel und Stroh sowie industrielle organische Abfälle und kommunaler Schlamm.
Pflanzenkohle besteht nahezu aus reinem Kohlenstoff und kann nach der Vergrabung Hunderte bis Tausende von Jahren im Boden verbleiben, wodurch Kohlenstoff effektiv gebunden und zur Eindämmung der globalen Erwärmung beigetragen wird. Es hat auch einen Wert für die Verbesserung der Landwirtschaft; Sein hoher Kohlenstoffgehalt und seine poröse Struktur ermöglichen es der Biokohle, die Bodenstruktur (die Zugabe von Biokohle zu sandigem Boden kann dessen Wasserrückhaltevermögen um 92 % erhöhen; die Zugabe von Biokohle zu Ton kann die Geschwindigkeit des Wasserdurchflusses um das bis zu Dreifache erhöhen) und die Fruchtbarkeit zu verbessern, atmosphärischen Kohlenstoff zu binden, um den Klimawandel abzumildern, und Schadstoffe in der Umwelt zu adsorbieren und abzubauen (wobei N2O mit einer 300-mal höheren Intensität als CO₂ absorbiert wird). Daher hat es wichtige Anwendungen in der Landwirtschaft, der Umweltsanierung und der Eindämmung des Klimawandels.
Im Jahr 2022 betrug die Größe des globalen Biokohlemarkts etwa 231 Millionen US-Dollar und es wird erwartet, dass er bis 2030 auf etwa 2,196 Milliarden US-Dollar anwächst, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von über 10 %. Derzeit konzentriert sich der Pflanzenkohlemarkt hauptsächlich auf Nordamerika und Europa, während die Region Asien-, insbesondere China und Indien, ein erhebliches Wachstumspotenzial aufweist. Die Qualität von Pflanzenkohle, die aus verschiedenen Rohstoffen hergestellt wird, ist sehr unterschiedlich und auch die durch Pyrolyse bei unterschiedlichen Temperaturen hergestellte Pflanzenkohle hat unterschiedliche Wirkungen. Durch eine strenge Kontrolle der Pyrolysetechnologie ist es jedoch möglich, Pflanzenkohle mit technischen Eigenschaften und hoher Zuverlässigkeit herzustellen. Diese Art von Kohlenstoff eignet sich für komplexere Anwendungen, etwa als Ersatz für Graphit- und Aktivkohle-Elektrodenmaterialien in Energiespeichergeräten mit hoher Nachfrage (einschließlich Lithium-Ionen-Batterien und Superkondensatoren).
