Hydrothermal carbonization: modeling, final properties design and applications: a review

Abstract

La investigación activa sobre la carbonización hidrotermal de la biomasa (HTC) sigue demostrando sus ventajas sobre otros procesos termoquímicos, en particular los interesantes beneficios que se asocian a los productos sólidos carbonosos, llamados hidrocarburos (HC). Las esferas de aplicación del HC van desde el biocombustible hasta el material poroso dopado para la adsorción, el almacenamiento de energía y la catálisis. Al mismo tiempo, se han realizado intensas investigaciones para dilucidar mejor los mecanismos y la cinética del proceso, y la forma en que las variables experimentales (temperatura, tiempo, carga de biomasa, composición de la materia prima, así como sus interacciones) afectan a la distribución entre las fases y a su composición. En este examen se analiza el estado de la técnica en materia de HTC, principalmente en lo que respecta al efecto de las variables en el proceso, la cinética asociada y las características de la fase sólida (HC), así como algunas de las aplicaciones más estudiadas hasta ahora. El foco de atención se centra en las investigaciones realizadas en los últimos cinco años sobre estos temas.Active research on biomass hydrothermal carbonization (HTC) continues to demonstrate its advantages over other thermochemical processes, in particular the interesting benefits that are associated with carbonaceous solid products, called hydrochar (HC). The areas of applications of HC range from biofuel to doped porous material for adsorption, energy storage, and catalysis. At the same time, intensive research has been aimed at better elucidating the process mechanisms and kinetics, and how the experimental variables (temperature, time, biomass load, feedstock composition, as well as their interactions) affect the distribution between phases and their composition. This review provides an analysis of the state of the art on HTC, mainly with regard to the effect of variables on the process, the associated kinetics, and the characteristics of the solid phase (HC), as well as some of the more studied applications so far. The focus is on research made over the last five years on these topics.• Junta de Extremadura. Proyecto GR15034 • Ministerio de Economía y Competitividad. Proyectos CTM2014-55998-R (I+D+i), CTM2016-75937-R • USDA-Agricultural Research Service National Program 212peerReviewe