Selama pembuatan biochar, metode persiapan utama dapat dibagi menjadi pirolisis dan karbonisasi hidrotermal, bergantung pada teknologi pirolisis yang digunakan. Beberapa faktor kunci mempengaruhi proses persiapan biochar, termasuk suhu karbonisasi, laju karbonisasi, tekanan karbonisasi, waktu tinggal reaksi, katalis yang digunakan, waktu tinggal gas, dan jenis biomassa. Faktor-faktor ini secara kolektif menentukan sifat dan hasil akhir biochar.
Pirolisis:
Pirolisis lambat: Dilakukan pada suhu lebih rendah (300-650 derajat ) dan waktu reaksi lebih lama (biasanya kurang dari 30 menit), terutama menghasilkan gas dan biochar padat. Pirolisis lambat ditandai dengan rendemen biochar yang tinggi, yakni bisa mencapai 35%.
Pirolisis cepat: Dilakukan pada suhu yang relatif tinggi dan laju pemanasan yang sangat cepat, dengan waktu tinggal produk yang sangat singkat, terutama menghasilkan bio-oil dan sejumlah kecil biochar, dengan hasil biochar sekitar 12% atau kurang.
Pirolisis gelombang mikro: Menggunakan energi gelombang mikro untuk memanaskan biomassa secara langsung, menghasilkan laju pemanasan yang cepat dan pengoperasian yang sederhana. Meskipun pirolisis gelombang mikro memiliki hasil biochar yang rendah, namun pirolisis ini menawarkan pemanfaatan energi yang lebih efisien dan kecepatan reaksi yang lebih cepat.
Karbonisasi Hidrotermal:
Metode ini melibatkan pereaksian biomassa dalam air subkritis atau superkritis pada suhu 200-300 derajat dalam sistem tertutup. Tidak memerlukan pengeringan awal bahan mentah dan cocok untuk mengolah biomassa dengan kadar air tinggi. Produk karbonisasi hidrotermal memiliki kandungan karbon yang tinggi, dan prosesnya dapat dikontrol, sehingga cocok untuk menyiapkan bahan karbon yang seragam.
Gasifikasi:
Biomassa digasifikasi pada suhu tinggi dalam gasifier untuk menghasilkan gas dan biochar yang mudah terbakar. Tergantung pada apakah bahan gasifikasi digunakan, gasifikasi dapat dibagi menjadi gasifikasi dengan bahan gasifikasi (seperti udara, uap, oksigen, dll.) dan gasifikasi tanpa bahan gasifikasi (gasifikasi distilasi kering). Cara ini secara signifikan dapat mengurangi kandungan unsur lain dalam biochar.
Metode Aktivasi:
Aktivasi asam: Biochar diolah dengan asam (seperti asam fosfat, asam sulfat) untuk meningkatkan sifat fisik dan kapasitas adsorpsi, serta meningkatkan aktivitas kimianya.
Aktivasi basa: Biomassa atau biochar diolah dalam larutan basa untuk meningkatkan luas permukaan spesifik dan kepadatan pori, serta meningkatkan kapasitas adsorpsi zat bermuatan negatif. Aktivasi impregnasi logam: Memasukkan logam atau garam logam sebelum atau sesudah pirolisis untuk memberikan biochar sifat katalitik dan adsorpsi spesifik.
Aktivasi gas: Mengolah biochar dengan gas (seperti uap, CO₂, ozon, dll.) pada suhu tinggi untuk meningkatkan luas permukaan dan struktur pori.
