Biyokömürün hazırlanması sırasında ana hazırlama yöntemleri, kullanılan piroliz teknolojisine bağlı olarak piroliz ve hidrotermal karbonizasyon olarak ikiye ayrılabilir. Karbonizasyon sıcaklığı, karbonizasyon hızı, karbonizasyon basıncı, reaksiyon kalma süresi, kullanılan katalizörler, gaz kalma süresi ve biyokütle türü dahil olmak üzere biyokömür hazırlama sürecini etkileyen birkaç önemli faktör vardır. Bu faktörler toplu olarak nihai biyokömürün özelliklerini ve verimini belirler.
Piroliz:
Yavaş piroliz: Daha düşük sıcaklıklarda (300-650 derece) ve daha uzun reaksiyon sürelerinde (genellikle 30 dakikadan az) gerçekleştirilir ve esas olarak gazlar ve katı biyokömür üretilir. Yavaş piroliz, %35'e ulaşabilen yüksek biyokömür verimi ile karakterize edilir.
Hızlı piroliz: Nispeten yüksek sıcaklıklarda ve çok hızlı ısıtma hızlarında, çok kısa ürün kalma süresiyle gerçekleştirilir, esas olarak biyo-yağ ve az miktarda biyokömür üretilir ve biyokömür verimi yaklaşık %12 veya daha azdır.
Mikrodalga pirolizi: Biyokütleyi doğrudan ısıtmak için mikrodalga enerjisini kullanır, bu da hızlı bir ısıtma hızı ve basit bir işlem sağlar. Mikrodalga pirolizi düşük biyokömür verimine sahip olmasına rağmen, daha verimli enerji kullanımı ve daha hızlı reaksiyon hızları sunar.
Hidrotermal Karbonizasyon:
Bu yöntem, biyokütlenin kapalı bir sistemde 200-300 derecede kritik altı veya süper kritik suda reaksiyona sokulmasını içerir. Hammaddelerin ön kurutulmasını gerektirmez ve yüksek nem içeriğine sahip biyokütlenin işlenmesi için uygundur. Hidrotermal karbonizasyon ürünleri yüksek karbon içeriğine sahiptir ve süreç kontrol edilebilir olduğundan tek tip karbon malzemeleri hazırlamak için uygundur.
Gazlaştırma:
Biyokütle, yanıcı gazlar ve biyokömür üretmek için bir gazlaştırıcıda yüksek sıcaklıklarda gazlaştırılır. Gazlaştırma maddesinin kullanılıp kullanılmamasına bağlı olarak, bir gazlaştırma maddesiyle (hava, buhar, oksijen vb.) gazlaştırma ve gazlaştırma maddesi olmadan gazlaştırma (kuru damıtma gazlaştırma) olarak ikiye ayrılabilir. Bu yöntem biyokömürdeki diğer elementlerin içeriğini önemli ölçüde azaltabilir.
Etkinleştirme Yöntemleri:
Asit aktivasyonu: Biochar, fiziksel özelliklerini ve adsorpsiyon kapasitesini geliştirmek ve kimyasal aktivitesini arttırmak için asitlerle (fosforik asit, sülfürik asit gibi) işlenir.
Alkali aktivasyon: Biyokütle veya biyokömür, spesifik yüzey alanını ve gözenek yoğunluğunu arttırmak ve negatif yüklü maddelerin adsorpsiyon kapasitesini arttırmak için alkali bir çözelti içinde işlenir. Metal emdirme aktivasyonu: Biyokömüre belirli katalitik ve adsorpsiyon özellikleri kazandırmak için pirolizden önce veya sonra metallerin veya metal tuzlarının eklenmesi.
Gaz aktivasyonu: Biyokömürün yüzey alanını ve gözenek yapısını arttırmak için yüksek sıcaklıklarda gazlarla (buhar, CO₂, ozon vb.) işlenmesi.
