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生物炭(biochar)是一種生態(tài)友好型吸附劑

文章來源:未知碳交易網2022-04-10 10:49

生物炭(biochar)是一種生態(tài)友好型吸附劑,由天然生物質或農業(yè)廢棄物生產。由于生物質的廣泛使用,生物炭比其他二氧化碳吸附劑便宜近10倍。原始生物炭對二氧化碳表現(xiàn)出較低的吸附能力,但在許多研究中,改性生物炭顯示出對二氧化碳的吸附能力增強。有幾種改性方法已被測試和應用,并取得了不同程度的成功。
生物炭的二氧化碳吸附能力,即每單位重量的生物炭所吸附的二氧化碳量,主要取決于生物炭的理化性質,如表面積、孔徑、孔體積、生物炭表面的堿性、表面功能團的存在、堿金屬和堿土金屬的存在、疏水性、極性和芳香性等。
許多研究表明,引入堿性氮功能團會增強生物炭上的堿性位點,增加對酸性CO2的吸收。生物炭的胺處理很重要,因為它增加了含氮官能團的數(shù)量和堿性,從而提高了對二氧化碳的整體吸附量。
生物炭基吸附劑在二氧化碳去除方面的實際大規(guī)模應用目前主要受三點阻礙:首先,盡管高吸附能力和長期循環(huán)運行對確保該技術的經濟性和實用性至關重要,但生物炭基吸附劑的穩(wěn)健性和穩(wěn)定性還沒有得到充分證明;其次,對于存在多種氣體介質的情況,重要的是要知道除CO2以外的氣體是否會影響CO2的吸附能力(即競爭性吸附),以及生物炭如何影響這些其他氣體的濃度。例如,二氧化碳的吸附能力可能會被最初吸附在碳上的H2O所降低;最后,和CaO基固體吸附劑一樣,經過多次吸附再生循環(huán)后二氧化碳吸附能力下降。而循環(huán)吸附后二氧化碳捕獲能力的大量損失可能會增加再生的成本,并限制生物炭作為碳封存材料的使用。
目前,在歐美國家,生物炭被廣泛用作動物健康的飼料添加劑,如凈化空氣和水。它在當?shù)乩脷堄嗖牧仙a,可限制運輸費用和排放,并在改進最終產品質量的同時取代稀少的資源。生物炭的廣泛應用使大規(guī)模負排放成為可能??杀皇澜绺鞯爻汕先f的農民,公共服務機構,建筑材料供應商所應用。生物炭是一個分散的行業(yè),有各種各樣的制造商,其中大多數(shù)是小型私營公司。前五大生產商僅占市場的38.34%。生物炭生產商績效的一個關鍵變量是原材料成本,而木材現(xiàn)在是生物炭的主要原料,但其價格將高于其他衍生產品。生物炭消耗面積最大的是土壤改良劑,占2017年美國生物炭消費量的82.94%。2017年生物炭市場規(guī)模為30052.10噸,預測到2023年有望達到135524.38噸,2017年至2023年的增長率為24.01%。
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