A bioszén előállítása során a főbb előállítási módok az alkalmazott pirolízis technológiától függően pirolízisre és hidrotermális karbonizálásra oszthatók. Számos kulcsfontosságú tényező befolyásolja a bioszén-előkészítési folyamatot, beleértve a karbonizációs hőmérsékletet, a karbonizációs sebességet, a karbonizációs nyomást, a reakció tartózkodási idejét, a használt katalizátorokat, a gáz tartózkodási idejét és a biomassza típusát. Ezek a tényezők együttesen határozzák meg a végső bioszén tulajdonságait és hozamát.
Pirolízis:
Lassú pirolízis: Alacsonyabb hőmérsékleten (300-650 fok) és hosszabb reakcióidőn (általában kevesebb, mint 30 perc) hajtják végre, főként gázokat és szilárd bioszenet termel. A lassú pirolízist magas bioszén-hozam jellemzi, amely elérheti a 35%-ot.
Gyors pirolízis: Viszonylag magas hőmérsékleten és nagyon gyors hevítési sebességgel, nagyon rövid termék tartózkodási idővel, főként bio-olajat és kis mennyiségű bioszenet termel, körülbelül 12% vagy annál kisebb bioszén hozam mellett.
Mikrohullámú pirolízis: Mikrohullámú energiát használ a biomassza közvetlen felmelegítésére, ami gyors melegítési sebességet és egyszerű működést eredményez. Bár a mikrohullámú pirolízis alacsony bioszén hozamú, hatékonyabb energiafelhasználást és gyorsabb reakciót kínál.
Hidrotermikus karbonizáció:
Ez a módszer magában foglalja a biomasszát szubkritikus vagy szuperkritikus vízben 200{2}}300 fokos reakcióba zárt rendszerben. Nem igényli az alapanyagok előszárítását, magas nedvességtartalmú biomassza feldolgozására alkalmas. A hidrotermikus karbonizációs termékek magas széntartalmúak, a folyamat szabályozható, így alkalmas egységes széntartalmú anyagok előállítására.
Elgázosítás:
A biomasszát magas hőmérsékleten gázosító berendezésben gázosítják éghető gázok és bioszén előállítására. Attól függően, hogy használunk-e elgázosító szert, az elgázosítószerrel (például levegő, gőz, oxigén stb.) történő elgázosításra és gázosítószer nélküli gázosításra (száraz desztillációs gázosítás) osztható. Ezzel a módszerrel jelentősen csökkenthető a bioszén egyéb elemeinek tartalma.
Aktiválási módok:
Savaktiválás: A bioszenet savakkal (pl. foszforsav, kénsav) kezelik, hogy javítsák fizikai tulajdonságait és adszorpciós képességét, valamint fokozzák kémiai aktivitását.
Lúgos aktiválás: A biomasszát vagy bioszenet lúgos oldatban kezelik a fajlagos felület és a pórussűrűség növelése, valamint a negatív töltésű anyagok adszorpciós képességének növelése érdekében. Fémimpregnálás aktiválása: Fémek vagy fémsók bejuttatása pirolízis előtt vagy után, hogy a bioszén specifikus katalitikus és adszorpciós tulajdonságokkal ruházza fel.
Gázaktiválás: Bioszén kezelése gázokkal (például gőz, CO₂, ózon stb.) magas hőmérsékleten, hogy növelje felületét és pórusszerkezetét.
