Valorización de residuos de biomasa: Carbonización hidrotermal y activación química para la producción de carbón activado
Autores: Vallejo, Fidel; Yánez, Diana; Díaz-Robles, Luis; Oyaneder, Marcelo; Alejandro-Martín, Serguei; Zalakeviciute, Rasa; Romero, Tamara
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Valorización de residuos de biomasa: Carbonización hidrotermal y activación química para la producción de carbón activado
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía biomasa
Palabras clave
Estudio
Carbones activados
Biomasa
Hidróxido de potasio
ácido fosfórico
Adsorción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio optimiza la producción de carbones activados a partir de biomasa carbonizada hidrotermalmente (HTC) utilizando hidróxido de potasio (KOH) y ácido fosfórico (HPO) como agentes activadores. Un diseño experimental factorial de 2 evaluó los efectos de la relación agente-precursor, el tiempo de impregnación en seco y la duración de la activación sobre el rendimiento en masa y la capacidad de adsorción de yodo. Los carbones activados con KOH lograron números de yodo superiores (hasta 1289 mg/g) pero rendimientos en masa más bajos (18-35%), reflejando una porosidad mejorada a costa de la pérdida de material. Por el contrario, la activación con HPO produjo una mayor retención de masa (hasta 54.86%) con números de yodo moderados (hasta 1117.3 mg/g), equilibrando la porosidad y el rendimiento. El pretratamiento HTC a 190 grados C redujo el contenido de cenizas, mejorando así la estabilidad del hidrocarbón. Estos hallazgos destacan las compensaciones entre el rendimiento de adsorción y la eficiencia del proceso, siendo KOH adecuado para aplicaciones de alta porosidad (por ejemplo, purificación de agua) y HPO para escalabilidad industrial. El estudio avanza en la valorización de residuos de biomasa, alineándose con los principios de economía circular y ofreciendo soluciones sostenibles para aplicaciones ambientales e industriales, como la purificación de agua y el almacenamiento de energía.
Descripción
Este estudio optimiza la producción de carbones activados a partir de biomasa carbonizada hidrotermalmente (HTC) utilizando hidróxido de potasio (KOH) y ácido fosfórico (HPO) como agentes activadores. Un diseño experimental factorial de 2 evaluó los efectos de la relación agente-precursor, el tiempo de impregnación en seco y la duración de la activación sobre el rendimiento en masa y la capacidad de adsorción de yodo. Los carbones activados con KOH lograron números de yodo superiores (hasta 1289 mg/g) pero rendimientos en masa más bajos (18-35%), reflejando una porosidad mejorada a costa de la pérdida de material. Por el contrario, la activación con HPO produjo una mayor retención de masa (hasta 54.86%) con números de yodo moderados (hasta 1117.3 mg/g), equilibrando la porosidad y el rendimiento. El pretratamiento HTC a 190 grados C redujo el contenido de cenizas, mejorando así la estabilidad del hidrocarbón. Estos hallazgos destacan las compensaciones entre el rendimiento de adsorción y la eficiencia del proceso, siendo KOH adecuado para aplicaciones de alta porosidad (por ejemplo, purificación de agua) y HPO para escalabilidad industrial. El estudio avanza en la valorización de residuos de biomasa, alineándose con los principios de economía circular y ofreciendo soluciones sostenibles para aplicaciones ambientales e industriales, como la purificación de agua y el almacenamiento de energía.