Tijekom pripreme biougljena, glavne metode pripreme mogu se podijeliti na pirolizu i hidrotermalnu karbonizaciju, ovisno o korištenoj tehnologiji pirolize. Nekoliko ključnih čimbenika utječe na proces pripreme biougljena, uključujući temperaturu karbonizacije, brzinu karbonizacije, tlak karbonizacije, vrijeme zadržavanja reakcije, korištene katalizatore, vrijeme zadržavanja plina i vrstu biomase. Ovi čimbenici zajedno određuju svojstva i prinos konačnog biougljena.
Piroliza:
Spora piroliza: Provodi se na nižim temperaturama (300-650 stupnjeva ) i duljim reakcijskim vremenima (obično manje od 30 minuta), uglavnom stvarajući plinove i čvrsti biougljen. Sporu pirolizu karakterizira visok prinos biougljena, koji može doseći 35%.
Brza piroliza: Provodi se na relativno visokim temperaturama i vrlo brzim brzinama zagrijavanja, s vrlo kratkim vremenom zadržavanja proizvoda, uglavnom proizvodeći bio-ulje i malu količinu biougljena, s prinosom biougljena od približno 12% ili manje.
Mikrovalna piroliza: koristi mikrovalnu energiju za izravno zagrijavanje biomase, što rezultira velikom brzinom zagrijavanja i jednostavnim radom. Iako mikrovalna piroliza ima nizak prinos biougljena, ona nudi učinkovitije korištenje energije i brže reakcije.
Hidrotermalna karbonizacija:
Ova metoda uključuje reakciju biomase u subkritičnoj ili superkritičnoj vodi na 200-300 stupnjeva u zatvorenom sustavu. Ne zahtijeva prethodno sušenje sirovina i pogodan je za preradu biomase s visokim sadržajem vlage. Proizvodi hidrotermalne karbonizacije imaju visok sadržaj ugljika, a proces je moguće kontrolirati, što ga čini prikladnim za pripremu jednolikih ugljikovih materijala.
Plinifikacija:
Biomasa se rasplinjava na visokim temperaturama u rasplinjaču kako bi se proizveli zapaljivi plinovi i biougljen. Ovisno o tome koristi li se sredstvo za rasplinjavanje, može se podijeliti na rasplinjavanje sa sredstvom za rasplinjavanje (kao što je zrak, para, kisik itd.) i rasplinjavanje bez sredstva za rasplinjavanje (rasplinjavanje suhom destilacijom). Ova metoda može značajno smanjiti sadržaj drugih elemenata u biouglju.
Metode aktivacije:
Aktivacija kiseline: biougljen se tretira kiselinama (kao što je fosforna kiselina, sumporna kiselina) kako bi se poboljšala njegova fizikalna svojstva i sposobnost adsorpcije te poboljšala njegova kemijska aktivnost.
Alkalna aktivacija: Biomasa ili biougljen se tretiraju u alkalnoj otopini kako bi se povećala specifična površina i gustoća pora, te poboljšao kapacitet adsorpcije negativno nabijenih tvari. Aktivacija impregnacije metala: Uvođenje metala ili metalnih soli prije ili nakon pirolize kako bi se biougljenu dala specifična katalitička i adsorpcijska svojstva.
Aktivacija plinom: Obrada biougljena plinovima (kao što su para, CO₂, ozon itd.) na visokim temperaturama kako bi se povećala njegova površina i struktura pora.
