Příprava, výroba, charakterizace a využití biocharu

Ve skupině Energetické a materiálové využití biomasy, alternativních paliv a odpadů se problematice výroby vysokoteplotního biocharu jako vedlejšího energetického produktu věnuje tým pod vedením docenta Pohořelého. Jedním z hlavních úspěchů byl Patent (Pat. No. 306239) na zplyňovací zařízení umožňující kombinovanou výrobu užitného tepla, elektrické energie a biocharu, na základě kterého byla v obci Zlatá Olešnice spuštěna průmyslová jednotka. Souběžně se tým podílel na zprovoznění dalších zplyňovacích jednotek v ČR s cílem výroby generátorového plynu s nízkým obsahem dehtů. Výsledkem spolupráce byla úprava pracovních parametrů těchto zplyňovacích jednotek, kterou bylo dosaženo velice nízkých hodnot dehtů v generátorovém plynu (5–50 mg·m^-3), což je výrazně pod hranicemi pro spalovací motory. Vedlejší energetický produkt (pevný zbytek) splňoval kvalitativní standardy pro jeho použití jako tzv. biocharu dle EBC (European Biochar Certificate). Biochar měl specifický povrch 350–700 m²·g^-1, velmi nízký obsah prchavé hořlaviny, nízký H/C poměr a nízký obsah polycyklických aromatických uhlovodíků. Naše expertíza v oblasti výroby vysokoteplotního biocharu vedla k navázání spolupráce s dalšími výzkumnými skupinami, které využily naše znalosti v oblasti přípravy, výroby a charakterizace vlastností biocharu pro badatelskou práci v oblasti udržitelného zemědělství, odstraňování těžkých kovů a metaloidů z kontaminovaných půd a vod, či jako komponenty krmiva. 

  Související projekty:

Související publikace:

1. Moško, J., Skoblia, S., Beňo, Z., Farták, J., Baroš, P., Jevič, P., Měkotová, P., Pohořelý, M. Torrefaction and pyrolysis of agrowaste-derived materials: Properties and quality of products. Paliva 16, 53–65, (2024). https://doi.org/10.35933/paliva.2024.02.03
2. Halecký, M., Mach, J., Zápotocký, L., Pohořelý, M., Beňo, Z., Farták, J., Kozliak, E. Biofiltration of n-butyl acetate with three packing material mixtures, with and without biochar. Journal of Environmental Science and Health, Part A 59, 87–101, (2024). https://doi.org/10.1080/10934529.2024.2332127. (WoS, JIF 1.9 /2023/, Q3).
3. Sochacki, A., Lebrun, M., Minofar, B., Pohořelý, M., Vithanage, M., Sarmah, A.K., Böserle Hudcová, B., Buchtelík, S., Trakal, L. Adsorption of common greywater pollutants and nutrients by various biochars as potential amendments for nature-based systems: Laboratory tests and molecular dynamics. Environmental Pollution 343, 123203, (2024). https://doi.org/10.1016/j.envpol.2023.123203. (WoS, JIF 7.6 /2023/, Q1).
4. Lebrun, M., Zahid, Z., Bednik, M., Medynska-Juraszek, A., Száková, J., Brtnický, M., Holátko, J., Bourgerie, S., Beesley, L., Pohořelý, M., Macků, J., Hnátková, T., Trakal, L. Combined Biochar and Manure Addition to an Agricultural Soil Benefits Fertility, Microbial Activity, and Mitigates Manure-Induced CO₂ Emissions. Soil Use and Management, 40, e12997, (2024). https://doi.org/10.1111/sum.12997. (WoS, JIF 5.0 /2023/, Q1).
5. Staf, M., Šrámek, V., Pohořelý, M. The Preparation of a Carbonaceous Adsorbent via Batch Pyrolysis of Waste Hemp Shives. Energies, 16, 1202, (2023). https://doi.org/10.3390/en16031202. (WoS, JIF 3.2 /2022/, Q3).
6. Joch, M., Výborná, A., Tyrolová, Y., Kudrna, V., Trakal, L., Vadroňová, M., Tichá, D., Pohořelý, M. Feeding biochar to horses: Effects on nutrient digestibility, fecal characteristics, and blood parameters. Animal Feed Science and Technology, 285, 115242, (2022). https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2022.115242. (WoS, JIF 3.313 /2021/, Q1).
7. Chen, H., Gao, Y., El-Naggar, A., Niazi, N. K., Sun, C., Shaheen, S. M., Hou, D., Yang, X., Tang, Z., Liu, Z., Hou, H., Chen, W., Rinklebe, J., Pohořelý, M., Wang, H. Enhanced Sorption of Trivalent Antimony by Chitosan-Loaded Biochar in Aqueous Solutions: Characterization, Performance and Mechanisms. Journal of Hazardous Materials, 425, 127971, (2022). https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.127971. (WoS, JIF 14.224 /2021/, Q1*/D1).
8. Veselská, V., Šillerová, H., Hudcová, B., Ratié, G., Lacina, P., Laliská-Voleková, B., Trakal, L., Šottník, P., Jurkovič, Ľ., Pohořelý, M., Vantelon, D., Šafařík, I., Komárek, M. Innovative in situ remediation of mine waters using a layered double hydroxide-biochar composite. Journal of Hazardous Materials, 424, Part A, 127136, (2022). https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.127136. (WoS, JIF 14.224 /2021/, Q1*/D1).
9. Mocová, K.A., Petrová, Š., Pohořelý, M., Martinec, M., Tourinho, P.S. Biochar reduces the toxicity of silver to barley (Hordeum vulgare) and springtails (Folsomia candida) in a natural soil. Environmental Science and Pollution Research, 29, 37435–37444, (2022). https://doi.org/10.1007/s11356-021-18289-2. (WoS, JIF 5.190 /2021/, Q2).
10. Matuštík, J., Pohořelý, M., Kočí, V. Is application of biochar to soil really carbon negative? The effect of methodological decisions in Life Cycle Assessment. Science of The Total Environment, 807, Part 3, 151058, (2022). https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.151058. (WoS, JIF 10.754 /2021/, Q1*/D1).
11. Lebrun, M., Bouček, J., Berchová Bímová, K., Kraus, K., Haisel, D., Kulhánek, M., Omara-Ojungu, C., Seyedsadr, S., Beesley, L., Soudek, P., Petrová, Š., Pohořelý, M., Trakal, L. Biochar in manure can suppress water stress of sugar beet (Beta vulgaris) and increase sucrose content in tubers. Science of The Total Environment, 814, 152772, (2022). https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.152772. (WoS, JIF 10.754 /2021/, Q1*/D1).
12. Seyedsadr, S., Šípek, V., Jačka, L., Sněhota, M., Beesley, L., Pohořelý, M., Kovář, M., Trakal, L. Biochar considerably increases the easily available water and nutrient content in low-organic soils amended with compost and manure. Chemosphere, 293, 133586, (2022). https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.133586. (WoS, JIF 8.943 /2021/, Q1).
13. Wen, E., Yang, X., Chen, H., Shaheen, S.M., Sarkar, B., Xu, S., Song, H., Liang, Y., Rinklebe, J., Hou., D., Li, Y., Wu, F., Pohořelý, M., Wong, J.W.C., Wang, H. Iron-modified biochar and water management regime-induced changes in plant growth, enzyme activities, and phytoavailability of arsenic, cadmium and lead in a paddy soil. Journal of Hazardous Materials, 407, 124344, (2021). https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124344. (WoS, IF 10.588 /2020/, Q1*/D1).
14. Brynda, J., Skoblia, S., Pohořelý, M., Beňo, Z., Soukup, K., Jeremiáš, M., Moško, J., Zach, B., Trakal, L., Šyc, M., Svoboda, K. Wood chips gasification in a fixed-bed multi-stage gasifier for decentralized high-efficiency CHP and biochar production: Long-term commercial operation. Fuel, 281, 118637, (2020). https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.118637. (WoS, JIF 5.578 /2019/, Q1).
15. Teodoro, M., Trakal, L., Gallagher, B. N., Šimek, P., Soudek, P., Pohořelý, M., Beesley, L., Jačka, L., Kovář, M., Seyedsadr, S., Mohan, D. Application of co-composted biochar significantly improved plant-growth relevant physical/chemical properties of a metal contaminated soil. Chemosphere, 242, 125255, (2020). https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.125255. (WoS, IF 5,778 /2019/, Q1).
16.  Ouředníček, P., Hudcová, B., Trakal, L., Pohořelý, M., Komárek, M. Synthesis of modified amorphous manganese oxide using low-cost sugars and biochars: Material characterization and metal(loid) sorption properties. Science of The Total Environment, 670, 1159–1169, (2019). https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.03.300. (WoS, JIF 5.589 /2018/, Q1).
17. Jačka, L., Trakal, L., Ouředníček, P., Pohořelý, M., Šípek, V. Biochar presence in soil significantly decreased saturated hydraulic conductivity due to swelling. Soil and Tillage Research, 184, 181–185, (2018). https://doi.org/10.1016/j.still.2018.07.018. (WoS, JIF 3.824 /2017/, Q1*/D1).
18. Trakal, L., Bingöl, D., Pohořelý, M., Hruška, M., Komárek, M. Geochemical and spectroscopic investigations of Cd and Pb sorption mechanisms on contrasting biochars: Engineering implications. Bioresource Technology, 171, 442–451, (2014). https://doi.org/10.1016/j.biortech.2014.08.108. (WoS, JIF 5.039 /2013/, Q1*/D1).