生物焦油，長久以來被視為生物能源產業的壞名聲，現在卻可能變成一個金礦。這種粘稠且有毒的副產品在可再生能源生產過程中造成了數十年的困擾，對工程師和研究人員來說都是一大挑戰。生物焦油的黏稠特性使其難以處理，且若處置不當，將面臨環境和操作上的問題。生物焦油是在加熱生物質（如農作物殘留物、木材或其他有機物質）以生產清潔能源時生成的，若不妥善管理，它可能會堵塞管道、腐蝕設備，並將有害化合物釋放到大氣中。
多年間，科學家一直在尋求中和或消除這種頑固廢物的方法。然而，來自中國農業科學院的研究團隊提出了一個大膽的替代方案：將生物焦油轉化為「生物碳」，這是一種高價值材料，應用範圍遠超過能源領域。該研究的主要作者姚宗璐博士指出：「我們的回顧強調，將生物焦油轉化為生物碳不僅解決了生物能源產業的技術問題，還為生產具有高經濟價值的先進碳材料打開了大門。」這篇回顧文章探討了生物焦油中的化學反應，尤其是涉及富含氧化合物的反應，如羰基和呋喃，這些反應自然促進了聚合過程，即小分子鏈接形成更大且更穩定的碳結構。通過調整溫度、反應時間和添加劑，研究人員可以生產出具有特定性能的生物碳。
生物碳的用途多種多樣。所產生的生物碳與普通生物炭不同，通常具有更高的碳含量、更低的灰分，並具備獨特的結構特性，這使其在先進應用中表現出色。早期研究表明，它可以用作吸附劑來清潔受污染的水和空氣，通過捕捉重金屬和有機污染物來達成，還可以作為下一代超級電容器的電極材料，這對可再生能源儲存至關重要，並且能作為催化劑，以比傳統化石燃料替代品更可持續的方式加速工業化學反應。此外，它也能作為燃燒清潔、排放有害氮氧化物和硫氧化物更低的燃料。最近的經濟和生命週期評估表明，將生物焦油轉化為生物碳能夠帶來淨正能量、財務和環境上的好處。用生物碳燃料替代煤炭，可能每年減少數億噸的二氧化碳排放，同時為生物質加工廠創造利潤。
儘管如此，仍然存在挑戰。生物焦油的化學複雜性使得聚合過程難以完全控制，且尚未實現大規模生產。作者建議結合實驗室實驗、計算機模擬和機器學習，以優化反應路徑並設計特定功能的生物碳。首席作者孫宇軒表示：「生物焦油聚合不僅僅是廢物處理，它代表了一個創造可持續碳材料的新前沿。」他補充道：「隨著進一步的研究，這種方法有望顯著提高生物質能源系統的效率，同時為環境保護和清潔技術提供新的工具。」這項研究為科學家和行業夥伴提供了一條將生物能源最大障礙轉變為未來強大資源的道路。該研究已發表在《生物炭》期刊上。
