Synthetischer Graphit vs. Naturgraphit im Vergleich

Synthetische Graphit-Herstellung oder Naturvorkommen?

Der wesentliche Unterschied zwischen synthetischem Graphit und seinem natürlichen Pendant liegt in der Art der Herstellung. Während Naturgraphit als natürlich vorkommendes Mineral abgebaut und anschließend – je nach angestrebter Qualität und geplanter Anwendung – aufbereitet wird, entsteht synthetischer Graphit in einem technischen Herstellungsprozess. Die Herstellung von synthethischem Graphit basiert auf einem energieintensiven Verfahren: Ausgangsstoffe wie kalzinierter Petrolkoks (ein Nebenprodukt der Erdölverarbeitung) oder andere Kohlenstoffmaterialien werden bei Temperaturen von über 2.000 °C graphitiert. In diesem Hochtemperaturprozess – der sogenannten Graphitierung – werden die Kohlenstoffatome neu angeordnet und in eine kristalline Struktur überführt, bis schließlich synthetischer Graphit entsteht.

Synthetischer Graphit Herstellung: Industrielle Herstellung durch Graphitierung bei über 2.000 °C
Natürlicher Graphit Abbau: Gewinnung aus Lagerstätten mit anschließender mechanischer oder chemischer Aufbereitung

Die Eigenschaften im Vergleich

Auf den ersten Blick wirken sie fast gleich: Sowohl Natur- als auch synthetischer Graphit zeigen eine dunkelgraue bis schwarze Färbung – optisch sind die Unterschiede kaum zu erkennen. Auch in ihrer allgemeinen Textur ähneln sich beide Formen, zumindest oberflächlich betrachtet. Doch wie sieht es mit den inneren Werten aus?

Reinheit: Ist synthetischer Graphit wirklich besser?

Synthetischer Graphit wird oft als der „reinere“ Werkstoff bezeichnet – schließlich entsteht er in einem kontrollierten, industriellen Prozess. Doch diese Einschätzung greift zu kurz. Zum einen basiert die Herstellung von synthetischem Graphit ebenfalls auf einem möglicherweise Schwankungen unterworfenen Produkt natürlichen Ursprungs, nämlich Erdöl. Zum anderen kann auch die natürliche Alternative beeindruckend hohe Reinheiten erreichen. Mit moderner Aufbereitungstechnik sind Reinheitsgrade von bis zu 99,99 % möglich – und das auf Basis eines natürlichen Rohstoffs. Für viele Anwendungen in der Industrie, die eine höchste Reinheit erfordern, ist Naturgraphit damit nicht nur ausreichend, sondern eine echte Alternative zum synthetischen Graphit.

Elektrisch & thermisch leitfähig: Was beide Graphite leisten

Sowohl natürlicher als auch synthetischer Graphit überzeugen durch eine konstant hohe Leitfähigkeit, sowohl für Strom als auch für Wärme. In reiner Form erreichen beide Materialien elektrische Leitfähigkeiten im Bereich von 10³ bis 10⁴ S/m – Unterschiede sind in der Praxis kaum feststellbar. Auch bei der Wärmeleitfähigkeit zeigen beide Graphite vergleichbare Werte. Wird Graphit als Füllstoff in Compounds eingesetzt, bestimmen vor allem Füllgrad, Partikelverteilung und die spezifische Graphitsorte die tatsächlich erreichbare Leitfähigkeit – unabhängig davon, ob synthetisch oder natürlich.

Elektrische Leitfähigkeit: Natur- und synthetischer Graphit erreichen in reiner Form beide typischerweise Bereiche von 10³ bis 10⁴ S/m.
Thermische Leitfähigkeit: Beide Graphite weisen eine vergleichbare Wärmeleitfähigkeit auf, sodass sich in Bezug auf die Performance kein signifikanter Unterschied ergibt.

Korrosionsbeständigkeit: So robust sind die Graphite

Graphit gilt allgemein als korrosionsbeständig, oxidationsresistent und temperaturbeständig. Doch es gibt Unterschiede zwischen natürlichem und synthetischem Graphit. Die natürliche Variante weist von Natur aus, aufgrund seiner höheren Kristallinität, eine stärkere Widerstandsfähigkeit auf. Der Grund dafür ist, dass Naturgraphit über sehr lange Zeiträume hinweg in der Natur kristallisiert, während die Kristallisation von synthetischem Graphit in wenigen Wochen technisch gesteuert erfolgt.

Und wie sieht’s mit der Nachhaltigkeit aus?

Natürlicher und synthetischer Graphit unterscheiden sich deutlich in ihrer Umweltbilanz. Geht es um das Thema Nachhaltigkeit, schneidet natürlicher Graphit meist besser ab, vor allem aufgrund seines deutlich geringeren Energiebedarfs. Der Hauptgrund ist das energieintensive Herstellungsverfahren des synthetischen Graphits. Der vergleichsweise ressourcenschonende Abbau des Graphits führt zu einem niedrigeren CO₂-Fußabdruck. Konkret bedeutet das:

Naturgraphit verursacht etwa 2 bis 6 kg CO₂ pro Kilogramm Graphit, je nach Sorte und Aufbereitungsgrad.
Synthetischer Graphit verursacht hingegen rund 20 bis 40 kg CO₂ pro Kilogramm, je nach Herkunft der eingesetzten Energie.

Kosten: ein entscheidender Faktor

Welcher Graphit letztlich die bessere Wahl ist, ist neben den technischen Anforderungen, auch eine Kosten-Frage. Naturgraphit ist in der Regel deutlich kosteneffizienter, insbesondere bei Anwendungen, die keine extrem hohe Reinheit erfordern. In vielen Fällen reichen Reinheiten von 90 bis 98 % Kohlenstoff völlig aus, um eine zuverlässige und leistungsstarke Funktion zu gewährleisten. Der restliche Anteil setzt sich in der Regel aus Aluminiumsilikaten oder vergleichbaren mineralischen Bestandteilen zusammen, die in den meisten Anwendungen keine nachteilige Wirkung haben.

Demgegenüber steht synthetischer Graphit, dessen Herstellung mit einem deutlich höheren Energieaufwand verbunden ist, was ihn spürbar kostenintensiver macht, vor allem in großtechnischen Anwendungen. Darüber hinaus besteht bei synthetischem Graphit keine Möglichkeit, diesen kostengünstiger und bei Bedarf weniger rein herzustellen.

Einsatzbereiche im Vergleich

Ob natürlicher oder synthetischer Graphit: Die Wahl zwischen natürlichem und synthetischem Graphit hängt stark von den Anforderungen der jeweiligen Anwendung ab. Synthetischer Graphit eignet sich z. B. besonders für Anwendungen, in denen der Graphit in hoher Reinheit als Formteil benötigt wird. Natürlicher Graphit hat ein sehr breites Anwendungsfeld und ist auch in vielen Bereichen vertreten, in denen die Graphit-Eigenschaften besonders ökonomisch zur Geltung kommen sollen und/oder in denen keine hohen Reinheiten gefragt sind. Auch Anwendungen, die eine hohe Widerstandsfähigkeit bzw. Korrosionsbeständigkeit fordern, sind besonders für Naturgraphit prädestiniert, da er durch seine hohe Kristallinität dafür besonders geeignet ist. Außerdem kann das Flammschutzadditiv Blähgraphit nur aus Naturgraphit hergestellt werden.

Es gibt aber auch Anwendungsbereiche, wie etwa bei Batteriegraphit für Lithium-Ionen-Batterien oder als Leitfähigkeitsadditiv in Kunststoffen, in denen sowohl Natur- als auch synthetischer Graphit zum Einsatz kommen und dabei jeweils ihre spezifischen Stärken ausspielen können.

Typische Anwendungen von synthetischem Graphit:

Elektroden für die Stahlindustrie
Elektronik und Sensorik
Formteile für Hochtemperaturtechnik

Typische Anwendungen von Naturgraphit:

Schmierstoffe und Trennmittel
Gießereiprodukte und feuerfeste Materialien
Bleistiftminen
Wärmeleitadditiv in Zement
Flammschutz (als Blähgraphit)

Fazit: Wer gewinnt nun das Graphit-Duell?

Sowohl natürlicher als auch synthetischer Graphit überzeugen mit einer Vielzahl hervorragender Eigenschaften – sei es in Bezug auf Reinheit, Widerstandsfähigkeit, Kosten oder Anpassungsmöglichkeiten für spezielle Anwendungen. Beide haben ihre Daseinsberechtigung und in bestimmten Anwendungen ist synthetischer Graphit zweifellos die richtige Wahl. Wenn wir aber das Gesamtbild betrachten, gibt es für uns einen klaren Favoriten: Naturgraphit. Warum? Weil Naturgraphit für uns mehr ist als ein Rohstoff. Er steht für gelebte Verantwortung, für Effizienz ohne Kompromisse – und für einen nachhaltigen Weg, Materialien leistungsfähig, sicher und zukunftsfähig zu machen. Dank seiner natürlichen Herkunft, dem deutlich geringeren Energiebedarf in der Verarbeitung und seiner breiten Einsatzfähigkeit ist er für uns in vielen Anwendungen nicht nur eine gleichwertige, sondern oft die bessere Wahl – und damit der Sieger im direkten Graphit-Vergleich.

LUH – Ihr Partner für Naturgraphit

Als erfahrener Spezialist für industrielle Anwendungen mit Naturgraphit wissen wir genau, worauf es ankommt. Mit über 90 Jahren Expertise, einem eigenen zertifizierten Qualitätslabor und einem starken Netzwerk aus Forschung und Praxis stehen wir für mehr als nur hochwertige Graphit-Produkte: Wir bieten eine fundierte Beratung, technische Kompetenz und eine zuverlässige Betreuung auf Augenhöhe. Ob es um halogenfreien Flammschutz, leistungsfähige Brandschutzsysteme, elektrische oder thermische Leitfähigkeit oder Schmiermittelanwendungen geht – wir begleiten Sie mit maßgeschneiderten Lösungen auf Basis des natürlichen Rohstoffs.