Holzkohle

Holzkohle (engl. Charcoal ) ist einer der wichtigsten Grundstoffe der Pyrotechnik. Hochkarbonisierte Holzkohle ist ein komplexes Gebilde und enthält bis zu 91% amorphen, elementaren Kohlenstoff sowie Wasserstoff, Sauerstoff und geringe Mengen Stickstoff; außerdem Wasser in stark veränderlichen Anteilen und 1-2% unverbrennliche Aschen. Die Holzkohle ist aufgrund der hexagonalen Mikrostruktur äußerst porös. Bis zu 90% des Volumens sind Poren. Dadurch hat Holzkohle eine innere Oberfläche von bis zu 85 Quadratmetern pro Gramm und adsorbiert an der Luft begierig Gase und Flüssigkeiten. In den ersten 24 Stunden adsorbiert und absorbiert Holzkohle bis zu 20% des Eigengewichts aus der Luft.

Holzkohle ist in keiner Chemikalie löslich und schmilzt nicht. Bereits bei Temperaturen um 200°C lässt sich Holzkohle entzünden und brennt ohne Flamme weiter. Holzkohle setzt bei der Verbrennung etwa 30 bis 33 MJ pro Kg Energie frei.

Holzkohle wird durch einen thermischen Prozess, die trockene Destillation von Pflanzenteilen (Holz), gewonnen. Die seit Jahrtausenden gebräuchliche Methode der Köhlerei mittels Meiler, einem Holzfeuer dem durch Erdüberdeckung der Sauerstoff teilweise vorenthalten wird, ist in Europa fast vollständig von der industriellen Retortenköhlerei verdrängt. Spezielle Verfahren wie z.B. das Verkohlen in 980°C heißem Wasserdampf ermöglichen die Herstellung gewissermaßen maßgeschneiderter Holzkohlearten. Sehr wichtig für die Eigenschaften der fertigen Holzkohle sind die verwendeten Holzarten. Für Schwarzpulver verwendet man schnell gewachsenes, saft- und harzarmes Weichholz, möglichst aus Sumpfgebieten. Das beste europäische Ausgangsmaterial hierfür ist der Faulbaum (Frangula alnus), der daher auch den Namen "Pulverholz" trägt. Im tropischen Asien wächst die Paulownia. Daraus werden die besten japanischen Schießpulver gewonnen. Für Chrysanthemensätze, Fontänen und andere Sprühartikel verwendet man hingegen Holzkohlegrieß aus Hartholz.

Es gibt kaum ein Material mit unterschiedlicheren Eigenschaften als Holzkohle. Die Dichte schwankt zwischen 0,12 und 0,65 und die innere Oberfläche pro Gramm liegt zwischen 50 und 2.000 Quadratmetern (bei bester Aktivkohle) pro Gramm. So ist es nicht verwunderlich, wenn die Herkunft der Holzkohle bei den meisten Feuerwerks-Herstellern streng gehütetes Geheimnis bleibt.

In Asien wird auch häufig Hanfkohle verwendet. Diese Abart der Holzkohle enthält vergleichsweise viel Asche (ca. 9%) und muß deshalb nach dem Mahlen gewaschen werden. Es wird vermutet, dass die leicht alkalische Reaktion von Hanfkohle in Chlorat-Sätzen einen stabilisierenden Einfluß hat.