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5.1 Braunalge Lessonia nigrescens
5.1.12 HOCHTEMPERATURVERHALTEN
Im Allgemeinen gehören poröse Kohlenstoffe der Gruppe der nicht-graphitierbaren, isotropen
und amorphen Kohlenstoffe an [293]. Dennoch kann eine Behandlung im graphitierenden
Temperaturbereich sehr nützliche Strukturinformationen über den vorliegenden Kohlenstoff
liefern. Eine sehr gelungene schematische Veranschaulichung für die temperaturabhängigen
Strukturveränderungen innerhalb des Kohlenstoffgefüges ist in der Abbildung 5.43 zu sehen,
die der Veröffentlichung von HARRY MARSH entnommen ist [294].
Abbildung 5.43: Schematische Darstellung der temperaturabhängigen Strukturveränderungen
im Kohlenstoffgerüst [294]
Die Pyrolysetemperaturen für die Herstellung der nanoporösen Kohlenstoffpulver aus der
Braunalge Lessonia nigrescens lagen im Bereich von 600 – 1100°C. Jedoch ab höheren
Temperaturen oberhalb von 1800°C können heterogene Kohlenstoffstrukturen in homogene
Graphitstrukturen umgewandelt werden [295, 296]. Die Braunalge wurde neben den Karbonisierungen
und Aktivierungen auch entsprechenden Hochtemperaturbehandlungen unterzogen,
um die strukturellen Veränderungen temperaturabhängig beobachten zu können. Dazu
wurden Pyrolysen bei 1500°C, 2000°C und 2900°C durchgeführt und anschließend konnte der
„Graphitierungsgrad“ der Kohlenstoffe mittels Röntgenbeugung bestimmt werden. In der
Abbildung 5.44 sind die temperaturabhängigen Verläufe des Graphit-Peaks bei dem Beugungswinkel
von 2θ = 26.7° (002-Richtung) aufgetragen. Über die Intensität ist deutlich erkennbar,
dass der Anteil der graphitischen Strukturen in den Kohlenstoffen aus der Braunalge mit
steigender Temperaturbehandlung bis nahezu 3000°C stark zunimmt. Jedoch im Vergleich zum
Hochtemperaturspektrum eines Kokses (vgl. Kapitel 5.2.8) ist die Intensität doch eher verhalten
und weist auf nur geringe graphitische Strukturanteile hin. Es kann nicht von einer
Graphitierung des Materials gesprochen werden, sondern lediglich sehr kleine Teilbereiche des
isotropen Gefüges haben sich gemäß einer Graphit-Struktur geordnet.
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