Biochar optimizado a partir de estiércol de pollo mediante activación hidrotérmica y HTC catalítico: propiedades y potencial de reducción de CO
Autores: Yoo, Seong-Yeun; Ho, Thi. Thu-Trang; Nadeem, Ahmad; Kim, Seong-Su; Choe, Kangil; Lee, Jai-Young
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Biochar optimizado a partir de estiércol de pollo mediante activación hidrotérmica y HTC catalítico: propiedades y potencial de reducción de CO
Categoría
Energía
Subcategoría
Tecnología de combustibles
Palabras clave
Estiércol de pollo
Producción de biochar
Activación hidrotérmica
Contenido de metales pesados
Potencial de secuestro de carbono
Pirólisis a baja temperatura
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
El estiércol de pollo (EP) es una biomasa rica en nutrientes pero problemática para el medio ambiente que requiere una gestión sostenible. Este estudio aplicó un proceso de tres pasos que consiste en activación hidrotermal (ZnCl o HPO), carbonización hidrotermal catalítica (HCl o FeCl) y pirólisis a baja temperatura (250 grados C) para desarrollar un método energéticamente eficiente para producir biochar. Los biochars resultantes fueron analizados sistemáticamente por sus propiedades fisicoquímicas, contenido de metales pesados y potencial de secuestro de carbono, y se compararon con biochars convencionales basados en pirólisis. Entre las muestras probadas, el biochar producido mediante activación HPO y HTC catalizado por HCl [P-HTC(HCl)] mostró las características más favorables, incluyendo el mayor contenido de carbono (59.5 % en peso) y la menor relación H/C (0.65). Como resultado, logró el mayor potencial total de carbono (TPC, 158.8 g/kg) y el mayor potencial de reducción de CO (CRP, 465.9 g/kg), atribuido a las fuertes reacciones de deshidratación y descarboxilación y a la efectiva eliminación de inorgánicos inducida por la acción del ácido de Brønsted. En contraste, los biochars de pirólisis convencional mostraron concentraciones significativamente más altas de metales pesados, hasta 633 mg/kg de Cu y 2331 mg/kg de Zn, debido a los efectos de concentración térmica, mientras que el biochar P-HTC(HCl) presentó un perfil de metales pesados más equilibrado y ambientalmente aceptable. En conclusión, el proceso propuesto de asistencia hidrotermal a baja temperatura demuestra un gran potencial para producir biochar de alto rendimiento a partir de estiércol de pollo con una mayor seguridad ambiental y eficiencia de almacenamiento de carbono.
Descripción
El estiércol de pollo (EP) es una biomasa rica en nutrientes pero problemática para el medio ambiente que requiere una gestión sostenible. Este estudio aplicó un proceso de tres pasos que consiste en activación hidrotermal (ZnCl o HPO), carbonización hidrotermal catalítica (HCl o FeCl) y pirólisis a baja temperatura (250 grados C) para desarrollar un método energéticamente eficiente para producir biochar. Los biochars resultantes fueron analizados sistemáticamente por sus propiedades fisicoquímicas, contenido de metales pesados y potencial de secuestro de carbono, y se compararon con biochars convencionales basados en pirólisis. Entre las muestras probadas, el biochar producido mediante activación HPO y HTC catalizado por HCl [P-HTC(HCl)] mostró las características más favorables, incluyendo el mayor contenido de carbono (59.5 % en peso) y la menor relación H/C (0.65). Como resultado, logró el mayor potencial total de carbono (TPC, 158.8 g/kg) y el mayor potencial de reducción de CO (CRP, 465.9 g/kg), atribuido a las fuertes reacciones de deshidratación y descarboxilación y a la efectiva eliminación de inorgánicos inducida por la acción del ácido de Brønsted. En contraste, los biochars de pirólisis convencional mostraron concentraciones significativamente más altas de metales pesados, hasta 633 mg/kg de Cu y 2331 mg/kg de Zn, debido a los efectos de concentración térmica, mientras que el biochar P-HTC(HCl) presentó un perfil de metales pesados más equilibrado y ambientalmente aceptable. En conclusión, el proceso propuesto de asistencia hidrotermal a baja temperatura demuestra un gran potencial para producir biochar de alto rendimiento a partir de estiércol de pollo con una mayor seguridad ambiental y eficiencia de almacenamiento de carbono.