La purification par le charbon actif est une technique éprouvée, moderne et sophistiquée utilisée dans un grand nombre d'applications. La découverte de ce principe est toutefois loin d'être récente et son application est attestée depuis longtemps dans l'histoire. L'utilisation du charbon était déjà connue dans la Grèce antique pour adoucir les effets d'empoisonnements alimentaires. Et les marins, à l'époque de Colomb, avaient coutume de noircir au feu l'intérieur des parois de leurs tonneaux depuis qu'ils avaient appris de cette façon à préserver plus longtemps la fraîcheur de l'eau. La propriété bénéfique des matériaux carbonisés s'explique par la tendance des agents de contamination, composés organiques pour la plupart, à adhérer à la surface des solides - un phénomène physico-chimique très général appelé adsorption. C'était l'adsorption des composés organiques en solution dans l'eau qui freinait le développement des bactéries dans les tonneaux utilisés par les marins. Tout comme l'adsorption des toxines produites par les bactéries qui atténuait les effets d'empoisonnements alimentaires chez les Grecs anciens.

La fonction purifiante du charbon actif repose sur le même principe d'adsorption constaté sur les matériaux carbonisés. Si l'adsorption dépend en général de la nature de la surface du solide c'est, dans le cas du charbon actif, sa dimension stérique qui rend le phénomène si efficace; l'ampleur de la surface "active" le carbone. La surface moléculaire du charbon actif est impressionnante, de 500 à 1500 m2/g et même plus; une cuillerée de charbon actif équivaut facilement à la superficie d'un terrain de football.

Cette surface est créée dans le processus d'activation. Le procédé le plus courant est l'activation par la vapeur; à près de 1000 °C les molécules de vapeur brûlent en perforant de façon sélective le matériau brut carbonisé, ce qui crée ainsi une multitude de pores à l'intérieur de la matrice carbonée. L'activation chimique utilise l'acide phosphorique pour constituer ce type de structure poreuse à plus basse température.

La purification constitue la principale application du charbon actif. L'énorme structure poreuse à l'intérieur de la matrice carbonée permet de mettre en œuvre de façon économiquement rentable la rétention, par le charbon actif, des agents de contamination polluant toutes sortes de fluides, liquides et gaz. Mais cette remarquable propriété de porosité permet aussi d'autres usages, du support catalytique à l'application dans l'exploitation aurifère. Et la découverte de nouvelles applications se poursuit