Heterogeneity of biochar properties as a function of feedstock sources and production temperatures

Zhao, Ling; Cao, Xinde; Mašek, Ondřej; Zimmerman, Andrew R.

doi:10.1016/j.jhazmat.2013.04.015

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“…The overall primary pyrolysis stage is completed at relatively low temperatures, around 500 °C (Neves et al, 2011), and yields a C-rich solid: charcoal or biochar, depending on its use. In general, the higher the temperature, the higher will be the pH, C, mineral and ash content, C stability and biochar aromaticity, porosity, and specific surface area, and the lower will be the volatile content and yield (Wu et al, 2012;Zhao et al, 2013;Zhang et al, 2015b).…”

Section: T E M P E R a T U R E C O N T R O L S B I O M A S S Thermo-dmentioning

confidence: 99%

Biochar: Pyrogenic Carbon for Agricultural Use - A Critical Review

Novotny

Maia

Carvalho

et al. 2015

Rev. Bras. Ciênc. Solo

175

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Biochar (carbonized biomass for agricultural use) has been used worldwide as soil amendment and is a technology of particular interest for Brazil, since its "inspiration" is from the historical Terra Preta de Índios (Amazon Dark Earth), and also because Brazil is the world's largest charcoal producer, generating enormous residue quantities in form of fine charcoal and due to the availability of different residual biomasses, mainly from agroindustry (e.g., sugar-cane bagasse; wood and paper-mill wastes; residues from biofuel industries; sewage sludge etc), that can be used for biochar production, making Brazil a key actor in the international scenario in terms of biochar research and utilization). In the last decade, numerous studies on biochar have been carried out and now a vast literature, and excellent reviews, are available. The objective of this paper is therefore to deliver a critical review with some highlights on biochar research, rather than an exhaustive bibliographic review. To this end, some key points considered critical and relevant were selected and the pertinent literature "condensed", with a view to guide future research, rather than analyze trends of the past.

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Section: T E M P E R a T U R E C O N T R O L S B I O M A S S Thermo-dmentioning

confidence: 99%

Biochar: Pyrogenic Carbon for Agricultural Use - A Critical Review

Novotny

Maia

Carvalho

et al. 2015

Rev. Bras. Ciênc. Solo

175

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“…At low amendment (1-5%) or substitution (< 25%) rates, BC has been found to maintain or improve plant growth as a result of increased nutrient availability (Headlee et al, 2014), reduced nutrient and water loss (Altland and Locke, 2013;Beck et al, 2011;Graber et al, 2010), and amelioration of peat acidity (Bedussi et al, 2015), though these effects may be BC-specific due to feedstock and pyrolysis influences on BC properties (McBeath et al, 2015;Zhao et al, 2013).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Substitution of peat moss with softwood biochar for soil-free marigold growth

Margenot

Griffin

Alves

et al. 2018

Industrial Crops and Products

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A B S T R A C TPeat moss has historically been a key component of soil-free substrates in the greenhouse and nursery industries. However, the increasing expense of peat, negative impacts of peat mining on wetland ecosystems, and growing perception of peat as unsustainable have led to investigation for alternatives. Biochar (BC) is a promising substitute for peat, yet the majority of studies examine additions of BC to peat-based substrates rather than replacing the peat component or employ relatively low substitution rates. Furthermore, at high substitution rates the alkalinity common to many BCs may increase substrate pH and adversely impact plant production. We evaluated BC substitution for peat and pH adjustment of resulting substrates on marigold (Tagetes erecta L.) performance under standard greenhouse conditions. A high pH (10.9) softwood BC (800°C) was substituted for peat in a standard 70:30 (v/v) peat:perlite mixture at 10% total volume increments. Substrate pH was either not adjusted or adjusted to pH 5.8 using a BC by-product, pyroligneous acid (PLA). Germination was inhibited in pH adjusted substrates with high BC substitution (50-70% total substrate volume) likely due to higher dosages of PLA needed to neutralize pH. At harvest (flowering stage, 9 weeks) the initial pH gradient (4.4-10.4) in substrates that were not pH adjusted had converged to pH 5.6-7.5, and BC substitution for peat did not negatively impact marigold biomass or flowering. At low substitution rates (10-30% total substrate volume), marigold biomass and leaf SPAD values were greater than the control peat-perlite mixture (0% BC). This study demonstrates that softwood BC can be considered as a full replacement for peat in soil-free substrates, and even at high rates (70% total substrate volume) does not require pH adjustment for marigold production. Crop-and BC-specific considerations and economic potential should be investigated for wider application.

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“…Los bajos valores en la CIC de los biochars BPC300 y BPC500 podrían estar relacionados con el bajo contenido en K, Ca, Mg y Na del residuo PC usado como materia prima. Por otra parte, la CIC de los biochars preparados a partir de E aumentó con la temperatura, lo cual concuerda con los resultados obtenidos por Zhao et al (2013).…”

Section: Resultados Y Discusiónunclassified

“…Estos resultados sugieren que los residuos lignocelulósicos proporcionan una fuente estable de carbono aromatico lo cual resultaría muy útil para la producción de biochar con fines de captura de carbono. Teniendo en cuenta que el CF puede usarse para estimar la recalcitrancia del biochar (Zhao et al, 2013), los elevados contenidos en CF de los biochars BI y BII, sugieren que su uso para la fijación de carbono en suelos podría resultar apropiado. En cuanto al hollín HM, a pesar de haber sido producido a partir de un residuo lignocelulósico a altas temperaturas, tras el proceso de gasificación esta muestra presenta una composición casi idéntica en ceniza (45.91) y en CF (45.78), siendo su contenido en CF menor que el de BI y parecido al de BII.…”

Section: Caracterización Inicial De Las Enmiendas Y Los Suelosunclassified

Evaluacion del uso de residuos organicos para la produccion de biochar y su aplicacion como enmienda organica

Parra¹

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En primer lugar, quiero dedicar este trabajo a mi madre, a mi padre y a mis hermanos por su apoyo incondicional, su amor y sus consejos, y porque, a pesar de la distancia, siempre estan conmigo. Ademas, agradezco el soporte económico que me brindaron y por el cual pude desarrollar esta investigación.Agradezco a mis directores de tesis por sus enseñanzas y orientación, así como a todos los docentes, investigadores y doctorandos pertenecientes a la Universidad Politécnica de Madrid y a otras instituciones con quienes tuve la oportunidad de compartir experiencias académicas, establecer lazos de amistad, y quienes de forma directa o indirecta me ayudaron y guiaron durante todo este proceso.También quiero agradecer a mi familia mas cercana, tía, primos, primas, amigos y amigas, por su amor, apoyo, por hacerme sonreír y transmitirme energía y fortaleza para seguir adelante; en especial a mi abuelo porque con su luz y sabiduría me ayudó a convertirme en la mujer que soy ahora. A ti abuelito te agradezco y te dedico este trabajo, siempre te llevaré en mi corazón. "De los miedos nacen los corajes; y de las dudas las certezas.Los suenos anuncian otra realidad posible y los delirios otra razon. Al fin y al cabo, somos lo que hacemos para cambiar lo que somos." Eduardo Galeano 7 RESUMEN RESUMENEn la actualidad el uso de biochar ha despertado gran interés por sus supuestos aportes en la lucha contra el calentamiento global, la mejora de la calidad de los suelos y el aumento de la productividad de cultivos. Esta tesis se ha centrado en el estudio de los efectos de este material carbonoso en los suelos y en evaluar la viabilidad de gestión de diversos residuos organicos mediante procesos de pirólisis o gasificación.Con este propósito, se estudió la influencia de distintas materias primas y procesos de producción sobre las propiedades de los biochars y los impactos asociados a su uso como enmienda organica. La tesis esta estructurada en cinco capítulos.El objetivo del capítulo tres fue estudiar la influencia de la materia prima (residuos ganaderos) y de la temperatura de pirólisis sobre las propiedades de los biochars, para ello se hizo una caracterización de todos los materiales. Los resultados indican que las propiedades agronómicas de los biochars son muy variables según la biomasa empleada y las condiciones de producción. Sin embargo, en todos los casos se observó una reducción de las fracciones móviles de metales traza en los biochars.En el cuarto capítulo se determinó la influencia del biochar sobre las propiedades biológicas del suelo, con este fin, se desarrollaron dos estudios en los que se evaluaron los efectos del biochar sobre la respiración del suelo y las actividades enzimaticas. Los resultados indican que tras el proceso de pirólisis la biomasa alcanza mayor estabilidad, por lo tanto, la mineralización del carbono es menor cuando se usa biochar como enmienda organica. Sin embargo, los biochars producidos a altas temperaturas tienen un impacto negativo sobre los microorganismos del suelo.El objetivo del capítulo c...

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Heterogeneity of biochar properties as a function of feedstock sources and production temperatures

Abstract: This study was conducted with a wide range of production temperatures aliphatic-C and aromatic-C was highly related to the production temperature. Raman properties.

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Biochar: Pyrogenic Carbon for Agricultural Use - A Critical Review

Biochar: Pyrogenic Carbon for Agricultural Use - A Critical Review

Substitution of peat moss with softwood biochar for soil-free marigold growth

Evaluacion del uso de residuos organicos para la produccion de biochar y su aplicacion como enmienda organica

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