농업 잔여물 기반 태양광 반응형 바이오 숯

고성능 CO2 흡착과 저온 재생이 가능한 바이오 숯 개발은 탄소 포집 기술을 저탄소 순환 바이오 경제에 통합하는 데 필수적이다. 본 연구에서는 기계적 압축 보조 KOH 활성화를 통해 5가지 농업 잔여물로부터 태양광 반응형 바이오 숯을 제조했다. 다중 기술 특성 분석과 피어슨 상관관계 분석을 통해 전구체 조성, 기공 구조, 표면 화학, 그리고 CO2 포집 및 재생 성능 간의 상관관계를 규명했다. 헤미셀룰로스와 리그닌이 풍부한 전구체는 0.7 nm 미만의 초미세 기공과 산소 작용기 발달에 유리하며, 이는 CO2 포집 성능을 시너지 효과로 제어한다. 밀짚 유래 바이오 숯 WS600-3T는 가장 높은 초미세 기공 부피와 N/O 함량을 보였으며, 0°C 및 25°C(1 bar)에서 각각 6.71 및 4.44 mmol·g−1의 CO2 흡착 용량을 나타냈다. 1 sun 조사 하에서 바이오 숯 표면 온도는 41분 이내에 48.8–63.1°C까지 상승했다. 높은 통합 태양광 흡수 능력을 가진 유채박 유래 RSC600-3T는 약 90%의 CO2 탈착률을 달성했다. 한편, WS600-3T는 25°C에서 가장 높은 탈착량(3.04 mmol·g−1)을 제공하여 흡착 용량과 재생 효율 간의 균형이 우수함을 입증했다. 결론적으로, 전구체 조성 프로그래밍 설계는 고용량 CO2 포집 및 저에너지 재생이 통합된 태양광 반응형 바이오 숯을 개발하는 효율적인 경로임을 보여주었다. 이는 태양광 구동 연소 후 CO2 저감을 위한 기능성 흡착제로서 농업 잔여물의 고부가가치 활용을 위한 지침 전략이 될 수 있다.