生物炭（biochar）是一種生態(tài)友好型吸附劑

生物炭（biochar）是一種生態(tài)友好型吸附劑，由天然生物質(zhì)或農(nóng)業(yè)廢棄物生產(chǎn)。由于生物質(zhì)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(duì)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(duì)二氧化碳的吸附能力增強(qiáng)。有幾種改性方法已被測(cè)試和應(yīng)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(zhì)，如表面積、孔徑、孔體積、生物炭表面的堿性、表面功能團(tuán)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(tuán)會(huì)增強(qiáng)生物炭上的堿性位點(diǎn)，增加對(duì)酸性CO2的吸收。生物炭的胺處理很重要，因?yàn)樗黾恿撕倌軋F(tuán)的數(shù)量和堿性，從而提高了對(duì)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(shí)際大規(guī)模應(yīng)用目前主要受三點(diǎn)阻礙：首先，盡管高吸附能力和長(zhǎng)期循環(huán)運(yùn)行對(duì)確保該技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性至關(guān)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(duì)于存在多種氣體介質(zhì)的情況，重要的是要知道除CO2以外的氣體是否會(huì)影響CO2的吸附能力（即競(jìng)爭(zhēng)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(huì)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(jīng)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(huì)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(guó)家，生物炭被廣泛用作動(dòng)物健康的飼料添加劑，如凈化空氣和水。它在當(dāng)?shù)乩脷堄嗖牧仙a(chǎn)，可限制運(yùn)輸費(fèi)用和排放，并在改進(jìn)最終產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)取代稀少的資源。生物炭的廣泛應(yīng)用使大規(guī)模負(fù)排放成為可能。可被世界各地成千上萬(wàn)的農(nóng)民，公共服務(wù)機(jī)構(gòu)，建筑材料供應(yīng)商所應(yīng)用。生物炭是一個(gè)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(yíng)公司。前五大生產(chǎn)商僅占市場(chǎng)的38.34％。生物炭生產(chǎn)商績(jī)效的一個(gè)關(guān)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(jià)格將高于其他衍生產(chǎn)品。生物炭消耗面積最大的是土壤改良劑，占2017年美國(guó)生物炭消費(fèi)量的82.94％。2017年生物炭市場(chǎng)規(guī)模為30052.10噸，預(yù)測(cè)到2023年有望達(dá)到135524.38噸，2017年至2023年的增長(zhǎng)率為24.01％。