Residuos de biomasa como plataforma para obtener materiales carbonosos porosos mediante carbonización hidrotermal en presencia de H3PO4

Abstract

La carbonización hidrotermal (HTC) es un proceso útil para la producción de materiales carbonosos a partir de residuos de biomasa. Sin embargo, para desarrollar una porosidad elevada es necesario emplear un tratamiento de activación adicional. Entre los métodos de activación más utilizados para los residuos de biomasa está la activación química empleando ácido fosfórico (H3PO4) como agente activante. Nuestro grupo de investigación ha desarrollado un proceso basado en un tratamiento hidrotermal en presencia de una disolución acuosa de ácido fosfórico de baja concentración, evitando así la etapa de impregnación, que puede producir materiales carbonosos con un elevado desarrollo de porosidad. Este proceso basado en un tratamiento hidrotermal es prometedor para obtener materiales carbonosos de bajo coste, ya que es respetuoso con el medio ambiente al involucrar recursos renovables y la posibilidad de reutilizar la disolución de ácido fosfórico. En este trabajo se presenta la caracterización de materiales carbonosos porosos obtenidos mediante este procedimiento y sus perspectivas para futuras aplicaciones en almacenamiento de energía.

Hydrothermal carbonization (HTC) is a useful process to produce carbon materials from biomass wastes. However, the development of high porosity in these materials requires an additional activation treatment. One of the most used activation strategies for biomass residues is the chemical activation using phosphoric acid (H3PO4) as the activating agent. Our research group has developed a process based upon a hydrothermal treatment in the presence of a low concentration phosphoric acid solution, thus avoiding the impregnation stage, that may produce highly porous carbon materials. This hydrothermal treatment-based process is a promising approach to obtain low-cost porous carbon materials, since it is an environmentally friendly process by involving renewable resources and the reuse of the phosphoric acid solution. This paper presents the characterization of porous carbon materials obtained by this procedure and their perspectives for future applications in energy storage.