POTENTIAL APPLICATIONS OF BIOCHAR PRODUCED WITH AGROINDUSTRIAL WASTE
Pirólise. Energia sustentável. Baterias de íons de lítio. Adsorção de contaminante. Economia circular.
O biochar é um material carbonáceo obtido a partir da pirólise de resíduos lignocelulósicos e
tem despertado crescente interesse científico devido às suas propriedades físico-químicas
versáteis, como elevada porosidade, estabilidade estrutural e presença de grupos funcionais
superficiais. Esta tese investiga o potencial de aplicação do biochar em três áreas estratégicas:
geração de energia sustentável, desenvolvimento de ânodos para baterias de íons de lítio e
adsorção de contaminante em sistemas de tratamento de água. No contexto energético, o
desempenho do biochar produzido a partir de resíduos agroindustriais, incluindo caroço e
fibra de açaí e casca de castanha-do-pará, foi avaliado quanto às suas propriedades
energéticas. Os resultados demonstraram que o biochar apresenta elevado teor de carbono fixo
e eficiência energética compatível com sua utilização como combustível sólido renovável,
indicando sua capacidade de substituir parcialmente fontes fósseis e contribuir para a redução
das emissões de gases de efeito estufa e dos impactos ambientais associados ao uso de
combustíveis convencionais. Em relação ao armazenamento de energia, a tese explorou a
aplicação do biochar dopado com nióbio como material anódico em baterias de íons de lítio.
Devido à sua alta área superficial específica, estrutura porosa e propriedades eletroquímicas
favoráveis, o material apresentou desempenho promissor, com boa capacidade de
armazenamento de lítio, estabilidade durante os ciclos de carga e descarga e potencial para
melhorar a eficiência de baterias mais sustentáveis, configurando-se como uma alternativa
viável aos ânodos convencionais à base de grafite. No âmbito ambiental, o biochar foi
avaliado como adsorvente para remoção de contaminantes orgânicos em meio aquoso. Os
resultados evidenciaram elevada eficiência na adsorção do corante azul de metileno, atribuída
à combinação entre a porosidade do material e a presença de grupos funcionais na superfície,
demonstrando seu potencial para aplicação em processos de purificação de água e remediação
ambiental de baixo custo e impacto ambiental reduzido. De forma integrada, os resultados
desta tese indicam que o biochar produzido a partir de resíduos lignocelulósicos representa
um material multifuncional e estratégico, capaz de contribuir simultaneamente para a geração
de energia renovável, o avanço de tecnologias de armazenamento de energia e a mitigação da
contaminação ambiental. Ao promover a valorização de resíduos agroindustriais, este trabalho
reforça os princípios da bioeconomia e da economia circular, destacando o papel do biochar
no desenvolvimento de soluções tecnológicas sustentáveis para os desafios ambientais e
energéticos contemporâneos.