Kohlefilter in Luftreinigern

Kohlefilter ergänzen die Arbeit von HEPA-Filtern. Sie entfernen organische gasförmige Verunreinigungen, die sehr schädlich für die menschliche Gesundheit sein können und gegen die HEPA-Filter machtlos sind. Aktivkohle ist eines der wichtigsten Elemente in Luftreinigungsgeräten.

Warum Kohlefilter in Luftreinigern verwenden?

Die Verunreinigungen, die Kohlefilter zurückhalten, sind hauptsächlich:

• Flüchtige organische Verbindungen (VOC) – darunter krebserregende, toxische und reizende Substanzen, die für Menschen sehr schädlich sein können. Einige entstehen in der Natur, doch die meisten resultieren aus menschlicher Aktivität – z. B. durch das Rauchen oder die Produktion bestimmter Chemikalien oder Pflanzenschutzmittel. VOC können auch sekundär aus Farben oder Klebstoffen freigesetzt werden, die beim Innenausbau verwendet werden, sowie durch alltägliche Haushaltsaktivitäten wie Kochen.
• Gerüche, also organische Verbindungen, die der Mensch selbst in niedrigen Konzentrationen wahrnehmen kann. Sie sind meist harmlos, können aber Reizungen der Schleimhäute von Nase, Rachen oder Augen verursachen. Sie entstehen häufig durch natürliche Zersetzungsprozesse, können aber auch aus menschlichen Aktivitäten stammen – z. B. Kläranlagen, Mülldeponien oder Tierhaltungen.

Hersteller können verschiedene Filter für Luftreiniger verwenden. Am häufigsten kommen jedoch Kohlefilter und HEPA-Filter zum Einsatz, da sie eine optimale Lösung darstellen. Durch ihre gegenseitige Ergänzung tragen sie zu einer umfassenden Luftreinigung bei.

Was ist Aktivkohle?

Aktivkohle ist eine Substanz, die hauptsächlich aus Kohlenstoff besteht und durch ihre poröse Struktur gekennzeichnet ist. Diese ermöglicht eine große Oberfläche und damit eine hohe Effizienz bei der Aufnahme von Verunreinigungen. 1 Gramm Aktivkohle erstreckt sich entfaltet über ca. 1500 m².

Aktivkohle ist ein organisches Material mit einem hohen Kohlenstoffgehalt, das extrem hohen Temperaturen unter Sauerstoffmangel ausgesetzt wurde. Dabei entsteht poröse Kohle, die durch hohen Druck und Gas (Sauerstoff, Wasserdampf oder Kohlendioxid) „aktiviert“ wird. Dies erhöht die Porenanzahl und -tiefe, wodurch organische Verunreinigungen effektiver entfernt werden. Um eine minimale Schadstoffemission zu gewährleisten, nutzen Luftreiniger Aktivkohle aus Kokosnussschalen.

Die Eigenschaften der Aktivkohle können modifiziert werden, um sie empfindlicher gegenüber bestimmten Substanzen zu machen oder auch Schwermetalle und anorganische Stoffe aus der Luft zu absorbieren. Dazu wird ihre Oberfläche mit zusätzlichen chemischen Verbindungen beschichtet (imprägniert), die mit den zu entfernenden Stoffen reagieren.

Was ist ein Kohlefilter?

Ein Kohlefilter ist Aktivkohle in einem geeigneten Gehäuse, das zur Luftreinigung dient. Damit er effektiv funktioniert, muss er die richtige Granulatgröße aufweisen. Entscheidend ist ein minimaler Luftwiderstand, weshalb sowohl die Größe als auch die Form der Granulate wichtig sind. Optimal ist ein kleiner Zylinder, dessen Länge größer ist als sein Durchmesser.

Auch die Konstruktion des Gehäuses spielt eine wichtige Rolle. Es muss so gestaltet sein, dass die Granulate möglichst gleichmäßig im Filter verteilt sind, damit die Luft großflächig mit der Aktivkohle in Kontakt kommt.

Es gibt auch integrierte Lösungen, bei denen der Kohlefilter mit einem HEPA-Filter kombiniert wird. Dadurch werden sowohl gasförmige als auch feste Verunreinigungen entfernt.

Wie funktionieren Kohlefilter?

Kohlefilter arbeiten nach dem Prinzip der Adsorption. Adsorption bedeutet, dass Moleküle an der Oberfläche einer Substanz haften bleiben – im Gegensatz zur Absorption, bei der Moleküle in das Material eindringen.

Physikalische Adsorption, die von Luftreinigern genutzt wird, basiert auf intermolekularen Wechselwirkungen. Sie tritt nur bei unpolaren Molekülen auf und kann unter bestimmten Bedingungen rückgängig gemacht werden. Chemische Adsorption hingegen ist eine komplexere chemische Reaktion, bei der dauerhafte chemische Bindungen entstehen. Obwohl beide Formen nur an der Oberfläche einer Substanz stattfinden, kann Chemisorption auch auf zuvor adsorbierten Verunreinigungen erfolgen. Ihr Vorteil liegt in der Bindung größerer Moleküle mit längeren Ketten.

Die Voraussetzung für jede Art der Adsorption ist das Vorhandensein von Kohlenstoff in der Struktur der Substanz. Dank seiner enormen Oberfläche ist Aktivkohle besonders effektiv bei der Entfernung organischer Verunreinigungen.

Kohlefilter – Konstruktion

Kohlefilter für Luftreiniger unterscheiden sich in ihrer Konstruktion nicht wesentlich. Wichtig sind jedoch ihre Gehäuse, die verschiedene Formen, Größen und Dicken aufweisen. Der Hauptunterschied liegt in der Menge der enthaltenen Aktivkohle. Obwohl es keine eindeutige Klassifizierung gibt, die das beste Modell bestimmt, gilt:

• Eine größere Masse an Aktivkohle verlängert die Lebensdauer des Filters,
• Je größer die Oberfläche, desto stärker ist die Adsorption von Verunreinigungen,
• Eine größere Filterdicke ermöglicht eine längere Kontaktzeit mit der Luft und erhöht somit die Wahrscheinlichkeit der Chemisorption.

Kohlefilter in Luftreinigern

Unter allen Luftreinigungsgeräten verdienen LIFAair Luftreiniger besondere Aufmerksamkeit. Der Hersteller legt großen Wert auf gasförmige Verunreinigungen, sodass die Filter sehr große Mengen Aktivkohle – bis zu 3,5 kg enthalten. Sie beinhalten zudem Zeolith, das Schwefel- und Stickoxide bindet. Auch andere Marken haben ihre Filtertechnologien erweitert – Sharp hat in der KC-G-Serie die Gesamtmenge an Aktivkohle im Filter durch Silikagel ergänzt, das Schwermetalle entfernt.

Integrierte Filter haben eine geringere Effizienz bei der Bekämpfung gasförmiger Schadstoffe. Sie enthalten oft deutlich weniger Aktivkohle und setzen zudem die HEPA-Filter dem Risiko aus, mit Kohlenstoffpartikeln belastet zu werden.

Kohlefilter in Luftreinigern haben eine unterschiedliche Lebensdauer. Diese hängt vor allem von der enthaltenen Menge an Aktivkohle, dem Einsatzort und der Luftqualität in der Umgebung ab. Einige Hersteller bieten waschbare Filter an. Diese verlängern tatsächlich die Lebensdauer, erfordern jedoch eine genaue Einhaltung der Herstellerangaben in der Bedienungsanleitung. Besonders wichtig ist es, den Filter vor der Wiederverwendung vollständig zu trocknen, um Schäden am Gerät zu vermeiden.