Nanobiowęgiel
Nanobiowęgiel (n-BC, ang. nanobiochar) – to forma biowęgla (BC), która została poddana dodatkowej obróbce w celu uzyskania cząstek na poziomie nanometrycznym (<100 nm)[1][2]. Podobnie jak tradycyjny biowęgiel to forma węgla drzewnego wykonana z biomasy, takiej jak odpady rolnicze, obornik zwierzęcy lub osady ściekowe itp. podczas procesu pirolizy. Nanobiowęgiel to materiał o rozmiarze cząstek poniżej 100 nm, charakteryzujący się lepszymi właściwościami fizycznymi, chemicznymi i powierzchniowymi[3].
Produkcja nanobiowęgla[edytuj | edytuj kod]
Istnieje sześć typowo stosowanych metod przygotowania n-BC, które są odpowiednie dla różnorodnych źródeł biomasy, jednakże zawierają pewne wspólne etapy takie jak, mielenie, rozdrabnianie czy przesiewanie[4]. Do wytwarzania n-BC najczęściej stosuje się metody, takie jak mielenie kulowe, wirowanie, piroliza mikrofalowa, dezintegracja przez sonikację i obróbka termiczna typu flash[5][6][7]. Jednakże spośród tych technik, mielenie kulowe cieszy się największym uznaniem do produkcji n-BC, dzięki niskiemu kosztowi oraz eliminacji konieczności stosowania niebezpiecznych substancji chemicznych[8].
Zastosowania n-BC w rolnictwie[edytuj | edytuj kod]
N-BC przyciągnął szeroką uwagę ze względu na swoje potencjalne korzyści dla ochrony środowiska, zrównoważonego rolnictwa i bezpieczeństwa żywnościowego. Dzięki unikalnym właściwościom, takim jak duża powierzchnia właściwa, porowatość i skład chemiczny powierzchni, znalazł on zastosowanie w różnych dziedzinach rolnictwa. Jego skład, bogaty szczególnie w węgiel i inne składniki odżywcze, sprawia, że jest idealnym materiałem do stosowania jako nawóz. Ponadto, dzięki swojej zdolności do poprawy aktywności fizycznej, chemicznej i biologicznej gleby, a także usuwaniu metali ciężkich[9] i substancji zanieczyszczających, n-BC przyczynia się do zwiększenia produktywności i żyzności gleby. Jest także skutecznym narzędziem w poprawie wzrostu i rozwoju roślin poprzez ulepszanie gleby, pobieranie składników odżywczych i efektywne gospodarowanie wodą. Dodatkowo, pomaga roślinom w radzeniu sobie ze stresem biotycznym i abiotycznym, co prowadzi do zwiększenia plonów i redukcji potrzeby stosowania syntetycznych nawozów i pestycydów. W ten sposób, n-BC może odegrać istotną rolę we wspieraniu zrównoważonego rolnictwa i zapewnieniu bezpiecznej i wydajnej produkcji żywności[10][11].
Przypisy[edytuj | edytuj kod]
- ↑ Monika Raczkiewicz i inni, Effect of the pyrolysis conditions and type of feedstock on nanobiochars obtained as a result of ball milling, „Journal of Cleaner Production”, 2024, s. 142456, DOI: 10.1016/j.jclepro.2024.142456, ISSN 0959-6526 .
- ↑ Guocheng Liu i inni, Formation and Physicochemical Characteristics of Nano Biochar: Insight into Chemical and Colloidal Stability, „Environmental Science & Technology”, 52 (18), 2018, s. 10369–10379, DOI: 10.1021/acs.est.8b01481, ISSN 0013-936X [dostęp 2024-05-08] (ang.).
- ↑ Sammani Ramanayaka i inni, Nanobiochar: production, properties, and multifunctional applications, „Environmental Science: Nano”, 7 (11), 2020, s. 3279–3302, DOI: 10.1039/D0EN00486C, ISSN 2051-8153 [dostęp 2024-05-08] (ang.).
- ↑ Md. Nasir Hossain Sani i inni, Waste-derived nanobiochar: A new avenue towards sustainable agriculture, environment, and circular bioeconomy, „Science of The Total Environment”, 905, 2023, s. 166881, DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.166881, ISSN 0048-9697 [dostęp 2024-05-08] .
- ↑ Patryk Oleszczuk i inni, Characterization of nanoparticles of biochars from different biomass, „Journal of Analytical and Applied Pyrolysis”, 121, 2016, s. 165–172, DOI: 10.1016/j.jaap.2016.07.017, ISSN 0165-2370 .
- ↑ Puja Khare Anupama , A comprehensive evaluation of inherent properties and applications of nano-biochar prepared from different methods and feedstocks, „Journal of Cleaner Production”, 320, 2021, s. 128759, DOI: 10.1016/j.jclepro.2021.128759 [dostęp 2024-05-08] (ang.).
- ↑ Manish Kumar i inni, Ball milling as a mechanochemical technology for fabrication of novel biochar nanomaterials, „Bioresource Technology”, 312, 2020, s. 123613, DOI: 10.1016/j.biortech.2020.123613 [dostęp 2024-05-08] (ang.).
- ↑ Tej Pratap i inni, Nanobiochar: A sustainable solution for agricultural and environmental applications, Elsevier, 2021, s. 501–519, DOI: 10.1016/b978-0-12-822891-3.00028-1 .
- ↑ Le Yue i inni, The effect of biochar nanoparticles on rice plant growth and the uptake of heavy metals: Implications for agronomic benefits and potential risk, „Science of The Total Environment”, 656, 2019, s. 9–18, DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.11.364 [dostęp 2024-05-08] (ang.).
- ↑ Yu Shen i inni, Role of nano-biochar in attenuating the allelopathic effect from Imperata cylindrica on rice seedlings, „Environmental Science: Nano”, 7 (1), 2020, s. 116–126, DOI: 10.1039/C9EN00828D, ISSN 2051-8153 [dostęp 2024-05-08] (ang.).
- ↑ Manav Saxena , Sheli Maity , Sabyasachi Sarkar , Carbon nanoparticles in ‘biochar’ boost wheat (Triticum aestivum) plant growth, „RSC Adv.”, 4 (75), 2014, s. 39948, DOI: 10.1039/C4RA06535B, ISSN 2046-2069 [dostęp 2024-05-08] (ang.).