Biochar ist Weltmeister

Auch wenn C-Sink Snowboards nur wenige Gramm Biochar enthalten, der Unterschied im Fahrgefühl ist deutlich spürbar. Extrem fein gemahlene, bei sehr hohen Temperaturen hergestellte Pflanzenkohle wird unter Druck in vorimprägnierte Carbon- und Glasfasermaten eingebunden. Die Matten werden mit anderen Materialien wie Titanal, Holz und/oder Gummi zu Snowboards, Surfboards oder Fahrradrahmen laminiert. Die eingebetteten Biochar-Partikel verbessern die Fähigkeit des Snowboards, bei kraftvollen Carving-Turns die Energie aus dem Aufbiegen des Boards zu erhalten und am Ende der Kurve so dosiert zurückzugeben, dass der Fahrer aus der Kurve heraus beschleunigen kann. Die Nanometer fein gemahlenen Biochar-Partikel wirken quasi wie eine Batterie im Verbundmaterial, welche die gespeicherte Energie als mechanische Kraft zurück ins Material gibt, sobald die elastische Verformung des Boards zurückschwingt.

Biochar macht das Snowboard schneller, indem es den Energieverlust bei jeder Kurve minimiert. Es reduziert Vibrationen, sorgt für ruhigere Fahrten, verringert elektrostatische Aufladung und trägt zu einem spürbar lebendigeren Fahrgefühl bei.

Selbst Freizeitsportler spüren den Unterschied und genießen eine präzisere und knieschonendere Fahrt. Profis messen den Vorsprung auf der Rennstrecke. Wenn sieben der zehn besten Snowboarder der Welt auf C-Sink-Boards setzen, ist der Leistungsvorteil durch die spezifisch injizierte Biochar sicher keine Einbildung. Die Weltmeister im Mixed-Team-Wettbewerb, Elisa Caffont und Maurizio Bormolini, waren auffälligerweise das einzige Team, in dem beide mit C-Sink Boards starteten. Auch im Boardercross, einer weiteren Snowboard-Disziplin, sicherten sich C-Sink-Boards mit Biochar zum zweiten Mal in Folge den Gesamtweltcup der Damen sowie den diesjährigen Mixed-Team-Weltmeistertitel (siehe: www.c-sinksports.net).

Im Spitzensport, wo Bruchteile von Sekunden den Unterschied ausmachen, sind selbst kleine Materialvorteile entscheidend. Ski- und Snowboardmarken investieren jedes Jahr beträchtliche Summen, um ihren Athletinnen und Athleten das beste Material zur Verfügung zu stellen. In der Regel sind die Unterschiede zwischen den Top-Marken allerdings minimal, und die Verbesserungen zum Vorjahr sind meist nur Nuancen. Aber einmal aller zehn oder fünfzehn Jahre gelingt einer Marke eine echte Neuerung, die ihren Athleten einen klaren Vorsprung verschafft – Biochar erweist sich gerade als eine dieser seltenen Durchbrüche.

Wie Biochar die Funktionsweise von elastischen Werkstoffen beeinflusst

Biochar beeinflusst auf vielfältige Weise die mechanischen Eigenschaften der Verbundwerkstoffe von Snowboards. Einige Effekte lassen sich relativ einfach mit klassischer Schulphysik verstehen. Einer dieser Effekte ist die Verminderung elektrostatischer Aufladung, die durch die Reibung der Laufsohle mit dem mehr oder weniger nassen Schnee entsteht. Die hohe elektrische Leitfähigkeit und Pufferkapazität der Biochar führt die Ladung aus der Laufsohle ab und gibt sie insbesondere über die Stahlkanten wieder an den Schnee, also an die Erde zurück. Andere Effekte lassen sich nur quantenphysikalisch erklären, was nicht so einfach ist und wir weniger gut beherrschen, als einen Baum in der Wüste zu pflanzen. Aber wir versuchen es im Folgenden und werden die Erklärungen verbessern, sobald wir es mit mehr Daten und Kenntnissen unterlegen können.

Hochtemperatur-Biochar bestehen aus Clustern aromatischer Ringe, die von Elektronenwolken (persistenten freien Radikalen (PFRs)) zusammengehalten werden. Diese Elektronenwolken können Photonen einfangen (d.h. sie nehmen Licht auf, ohne es zu reflektieren, weshalb die Kohle eben auch schwarz und nicht farbig ist, sich dafür aber erwärmt). Im Inneren von Materialien, wo kein Licht scheint, wird gleichwohl beständig Energie übertragen und verteilt, sobald das Material unter mechanische Spannung versetzt wird.

Wenn sich also zum Beispiel ein Snowboard aufbiegt, so führt die mechanische Spannung dazu, dass Elektronen im Material auf einen höhere energetische Stufe gehoben werden. Dies geschieht jedoch nicht durch Photonen (Lichtquanten), sondern durch sogenannte Phononen. Phononen sind Quantenteilchen, die Photonen ähneln, aber eben nicht als quantisiertes Licht, sondern als quantisierte Schall- oder Materialwellen, die sich im Material ausbreiten, sobald es mechanisch beansprucht wird. Phononen können als quantisierte Schwingungen von miteinander wechselwirkenden Teilchen in elastischen Materialien beschrieben werden. In NanoBiochar-Materialien interagieren Phononen mit den verschiedenen aromatischen Biochar-Strukturen wie Graphen, Fulleren und Carbon Nanotubes, die in Hochtemperatur-Biochar in großer Anzahl vorkommen. Die aromatischen Kohlenstoffcluster von Hochtemperatur-Biochar besitzen einen extrem niedrigen elektrischen Widerstand, und ihre Elektronenwolken können Phononenenergie leicht einfangen, akkumulieren und wieder abgeben.   

Die Elektronenwolke der aromatischen Cluster von Biochar ist also in der Lage, Phononen einzufangen, die in einem festen Material übertragen werden, wenn es mechanischen Belastungen ausgesetzt ist. Normalerweise erzeugen Vibrationen in Skiern oder Snowboards vor allem eine Erwärmung des Materials (d.h. Phononen werden in Form von langwelligem Infrarot wieder abgegeben), was quasi ein Energieverlust darstellt. Die mechanische Energie, die in Wärme umgewandelt wurde, kann nicht mehr mechanisch genutzt werden und führt folglich zu einer Verringerung des Geschwindigkeitspotenzials. Wenn das aromatische Biochar-Gitter diese Phononen jedoch einfängt und zwischenspeichert, kann die Energie wieder in die Materialien zurückgeführt werden, sobald die Materialspannung nachlässt, beispielsweise am Ende einer Kurve. Natürlich gibt es auch hier Energieverluste in Form von Wärme, aber es wird doch ein signifikanter Teil der mechanischen Energie erhalten und kann beim Entspannen des Boards genutzt werden, um das Board zu beschleunigen.

Zusätzlich kann durch gezielte Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen eine wellenartige Anregung der Elektronenwolken in den Biochar-Aromaten erzeugt werden. Diese Frequenzen werden dann in den NanoBiochar-Partikeln gespeichert und können in den Bestandteilen der Snowboardmaterialien Resonanz erzeugen, wodurch unerwünschte Schwingungen unter mechanischer Belastung wirksam gedämpft werden.

Es bleiben natürlich noch einige Geheimnisse im Produktionsverfahren, um den Wettbewerbsvorteil für unsere C-Sink-Athleten zu erhalten. Nach drei Jahren Forschung, Entwicklung und vielen Testtagen auf den Pisten steckt zweifellos mehr dahinter, als einfach irgendeine Art von Pflanzenkohle in Harz zu mischen. Die entscheidende Botschaft bleibt jedoch klar: Organischer Kohlenstoff, der aus der Atmosphäre gewonnen, von Pflanzen aufgenommen und in Anlagen für erneuerbare Energien umgewandelt wird, bietet greifbare technologische Vorteile bei der Anwendung in hochwertigen Materialien. Darüber hinaus stellt die EBC-zertifizierte Pflanzenkohle in Materialien mit einer durchschnittlichen Lebensdauer von mehr als einem Jahr eine Kohlenstoffsenke dar (Material C-Sink). Sie kann als temporäre Kohlenstoffsenke zertifiziert und registriert werden, um den Klimaerwärmungseffekt von Treibhausgasemissionen zeitweise auszugleichen. 

Sportgeräte sind nur der Anfang. Unter dem Namen C-Thinx, wie wir die NanoBiochar-haltigen C-Sink-Materialien nennen, arbeiten wir daran, die Vibrationen von Windrädern zu reduzieren und so ihre Energieeffizienz zu erhöhen. Es wird außerdem in sogenanntem Carbonbeton eingesetzt, um die Lebensdauer von Bauwerken wie Brücken und Tunnels zu verlängern. Wenn es in Straßenasphalt integriert wird, reduziert NanoBiochar die Reifenvibrationen und senkt so die Lärmbelastung, den Kraftstoffverbrauch und den Gummiabrieb, während es gleichzeitig die Langlebigkeit des Asphalts erhöht. Viele weitere C-Thinx Materialien sind auf unserer Liste, um so schnell wie möglich herkömmliche petrochemische Produkte durch qualitativ höherwertige, klimaneutrale Materialien zu ersetzen.

Mit unserem Engagement im Profisport geht es uns darum, das Potenzial planetarischen Kohlenstoffrecyclings vor den Augen aller Medien zu demonstrieren. C-Thinx gewinnen Weltcup-Rennen mit Biochar-Materialien und beweist damit die Überlegenheit von klimapositivem, pyrogenem Kohlenstoff für die Entwicklung natürlicher Produkte auf Kohlenstoffbasis.

Kohlenstoff in der Atmosphäre ist nicht nur eine Belastung fürs Klima, sondern auch eine Ressource (siehe: Planetary Carbon Recycling). Wir sollten so klug sein, Kohlenstoff für die industrielle Produktion aus der Atmosphäre und nicht aus Bergwerken zu gewinnen. Atmosphärischer Kohlenstoff lässt sich zu Hochleistungsmaterialien verarbeiten, um Weltrekorde im Sport zu erzielen, um die Produktivität steigern und um temporäre C-Senken zu erschaffen, was den wahren Wendepunkt in der globalen Kohlenstoffwirtschaft bedeutet. Heute steckt Pflanzenkohle in Snowboards, Fahrrädern und Rennwagen, morgen wird sie in Straßen, Wolkenkratzern, Raketen und humanoiden Robotern sein. 

Disclaimer 1: Oxess und Carbon Standards

Alle Global C-Sink Snowboards werden von Oxess (https://oxess.ch/) in der Schweiz hergestellt. Oxess ist eine der erfolgreichsten alpinen Snowboardmarken. Nevin Galmarini gewann seinen Olympiasieg 2018 auf einem Oxess-Board und es gab viele Weltcupsiege lange vor der Zusammenarbeit mit Ithaka. Die Saison 2024/25 war jedoch mit sieben Fahrern in den Top Ten der Welt und Gesamttiteln im Alpinen Slalom und Boardercross die erfolgreichste Saison in der 30-jährigen Geschichte von Oxess. Wir sind Marcel Brunner, dem Gründer und Innovator von Oxess, außerordentlich dankbar, dass wir in den letzten drei Jahren mit ihm in der Material- und Snowboardentwicklung zusammenarbeiten durften.   

Alle Snowboards, die mit der NanoBiochar-Technologie hergestellt werden, tragen das Global C-Sink-Logo und werden von Carbon Standards International gesponsert. Alle C-Sink Snowboards erhalten einen Produktpass und sind mittels zusätzlicher Biochar C-Senken klimaneutral gestellt.

Disclaimer 2: Die 55 Anwendungen von Pflanzenkohle

Im Dezember 2012 veröffentlichte Ithaka den berühmten Artikel 55 Anwendungen von Pflanzenkohle. Es war die Zeit, bevor der Kon-Tiki die handwerkliche Herstellung von Pflanzenkohle weltweit zugänglich machte, bevor die erste Pflanzenkohle nach EBC zertifiziert wurde und fast ein Jahrzehnt bevor die ersten C-Senken-Zertifizierungen durchgeführt wurden. Im ersten Absatz des Artikels stellten wir schon damals fest:

Pflanzenkohle ist viel zu wertvoll und teuer, als dass ein Bauer es sich leisten könnte, 10 Tonnen und mehr pro Hektar einfach über seinen Acker zu streuen. Bei durchschnittlichen Reingewinnen von 1000 Euro pro Hektar müssten die 8000 Euro für den Kauf und die Einbringung der Pflanzenkohle über mehrere Jahrzehnte abgeschrieben werden. Da würden auch CO₂-Zertifikate nicht viel helfen.

Abschließend stellten wir dann die Frage:

Ist Pflanzenkohle nicht viel zu wertvoll, um sie einfach nur im Boden zu vergraben?

Heute, 13 Jahre später, ist die Frage immer noch ungelöst, aber sie stellt sich deutlich nuancierter. Pflanzenkohle, die mit Organik gemischt und in die Wurzelzone von Gartenpflanzen eingebracht wurde, hat wiederholt gezeigt, wie vorteilhaft sie ist. Andererseits zeigt sich aber auch, dass Pflanzenkohle, die in der industriellen Landwirtschaft mit optimierten Anbaumethoden auf fruchtbarem Boden eingesetzt wird, die Erträge nicht weiter steigern kann und die Investition in der Regel nicht rechtfertigt, selbst wenn man die C-Senken-Gutschriften berücksichtigt. Wird Pflanzenkohle jedoch auf dem landwirtschaftlichen Betrieb selbst aus Ernteresten und sonstigen Biomassen hergestellt, lohnt es sich für das Nährstoffrecycling, den Boden, die Energiebilanz und dient den landwirtschaftlichen Betrieben, robuster mit den Folgen des Klimawandels umzugehen. 

So sinnvoll die Anwendung von Pflanzenkohle auf vielen diversifizierten Bauernhöfen ist, um eine signifikante klimaschützende Wirkung zu erzielen, wären die zu erreichenden Mengen viel zu gering. In den nächsten Jahren werden neue Marktplätze benötigt, um große Mengen an Pflanzenkohle zur Anwendung zu bringen und den Aufbau der Globalen C-Senke in klimarelevanten Größenordnungen zu lancieren. Wir scrollen daher nochmal im ursprünglichen Artikel zu den 55 Anwendungen nach unten und finden unter #31 die Verwendung von Pflanzenkohle in Kohlefasern und unter #32 in thermoplastischen Materialien. Dreizehn Jahre später sind längst noch nicht alle der vorhergesagten Anwendungen zum Mainstream geworden, aber viele haben sich bereits als erfolgreich erwiesen. Wir werden die Palette der Anwendungen von Pflanzenkohle in einem kommenden Artikel erneut betrachten und sicher einige vielversprechende Anwendungen hinzufügen, um die 99 zu erreichen.