La materia prima y la temperatura de pirólisis influyen en las propiedades del biochar y sus interacciones con sustancias del suelo: Perspectivas de un cálculo DFT

El uso de biochar para la mejora del suelo y la reducción de emisiones ha sido ampliamente reconocido por su excelente rendimiento. Sin embargo, la elección de la materia prima y la temperatura de pirólisis para la producción de biochar afecta significativamente sus parámetros superficiales e interacciones con sustancias del suelo. En este estudio, recuperamos 465 artículos revisados por pares sobre la aplicación de biochar en la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero y pérdidas de nutrientes en el suelo y analizamos los cambios en los parámetros físico-químicos del biochar a partir de diferentes materias primas y temperaturas de pirólisis. También se utilizó tecnología de simulación molecular para explorar los impactos de estos cambios en la interacción entre el biochar y las sustancias del suelo. Los resultados estadísticos de los artículos revisados por pares indicaron que el biochar derivado de materia prima a base de madera exhibe características físicas superiores, como mayor porosidad y área de superficie específica. Por el contrario, el biochar derivado de materia prima a base de paja contenía un contenido elemental excelente, como O, N y H, y el biochar derivado de paja y producido a bajas temperaturas de pirólisis contiene un número significativo de grupos funcionales que mejoran el potencial de transferencia de carga y la estabilidad de adsorción al aumentar la densidad de carga superficial, la distribución de carga y los orbitales de enlace. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que esta mejora también puede activar ciertos compuestos de C recalcitrantes y promover la descomposición del biochar. En conjunto, estos resultados tienen implicaciones significativas para los practicantes de biochar al seleccionar materias primas y temperaturas de pirólisis adecuadas según las necesidades agrícolas y aumentar su comprensión del mecanismo de interacción entre el biochar y las sustancias del suelo.