Advancing hydrochar production and application: A critical examination of microwave irradiation and blended feedstocks synergy

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作者
Shaorong Du,Quan Zhang,Wangfang Ye,Zijing Wang,Zilin Liu,Jianhui Huang,Xin Xu,Yijing Wu,Xiaoyu Lin,Quan He,Sonil Nanda,Rahil Changotra,Yulin Hu,Zeyuan Zhao,Jie Yang
出处
期刊:Journal of Cleaner Production [Elsevier BV]
卷期号:426: 139049-139049 被引量:12
标识
DOI:10.1016/j.jclepro.2023.139049
摘要

Sustainable and efficient hydrochar production via microwave-assisted hydrothermal carbonization (MW-HTC) and co-hydrothermal carbonization (co-HTC) has garnered increasing attention. This review offers a comprehensive analysis of recent advancements, primarily focusing on the performance and potential applications of hydrochar produced through these two processes. MW-HTC of lignocellulosic biomass yields hydrochar in the range of 30–80 dwt.%, with higher heating values of 19–23 MJ/kg and energy yields of 50–85%. Its adsorption capacity reaches around 50 mg/g for heavy metals and 1–5 mg/g for organic pollutants. Principal component analysis reveals significant differences in MW-HTC treatment of lignocellulosic and non-lignocellulosic materials. In the co-HTC process, sewage sludge and lignocellulosic biomass are the most studied feedstocks. Synergistic and antagonistic effects on hydrochar yield were identified, with most studies reporting a synergistic effect, particularly when protein and carbohydrate co-exist, potentially due to the Maillard reaction. The adsorption capacities of co-HTC hydrochars depend on the raw material mix, process parameters, and target contaminants. This review highlights the promising potential of MW-HTC and co-HTC for enhanced hydrochar production and application, emphasizing the necessity for future advancements, including machine learning for prediction of hydrochar yield, HTC process optimization, and feedstock's single model components-based HTC to elucidate the MW effect and synergism/antagonism.
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