Limbah pinus adalah salah satu jenis limbah hutan penting yang ditemukan dalam jumlah melimpah di seluruh dunia. Limbah pinus antara lain jarum pinus (PN), buah pinus, dan kayu pinus/serbuk gergaji. Pinus roxburghii , lebih dikenal sebagai pinus, adalah tumbuhan runjung, dan sebagian besar pohon ini ditemukan di wilayah perbukitan di India, Nepal, Pakistan, dan hutan Afghanistan. Jarum pinus mencakup sekitar 20–30% dari total massa pohon, dan miliaran PN tertinggal setiap tahunnya, baik mengering atau membusuk setelah pohon pinus dipanen. Selain itu, karena kandungan volatilnya yang tinggi dan sifatnya yang kering, PN merupakan biomassa yang sangat mudah terbakar dan berkontribusi besar terhadap kebakaran hutan, yang pada gilirannya mengakibatkan pencemaran lingkungan dan kehancuran flora dan fauna serta menjadi sumber utama kebakaran hutan. Dampak buruk yang diakibatkan oleh kebakaran hutan dapat mencakup wilayah yang luas dan mungkin berlanjut selama bertahun-tahun atau puluhan tahun. Pada tahun 2018, sekitar 21.000 kejadian kebakaran hutan menyebabkan tujuh kematian dan mengancam sekitar 100 desa di wilayah Himalaya di India. Kebakaran ini membuat tanah lebih sulit menyerap air hujan dengan memadatkan lapisan atas tanah dan meninggalkan lapisan padat sampah jarum pinus. Salah satu solusi yang mungkin untuk masalah ini adalah memanfaatkan sisa-sisa hayati pinus untuk energi bersih dan bahan kimia berharga lainnya. Jalur konversi biomassa menjadi bioenergi yang canggih seperti ini berpotensi membantu mitigasi kebakaran hutan yang disebabkan oleh jarum pinus dan degradasi lingkungan terkait, konservasi ekologi, pemulihan material yang bernilai tambah, ketahanan energi, pengurangan ketergantungan pada sumber daya energi berbasis fosil, dan pengembangan peluang penciptaan mata pencaharian bagi masyarakat terpencil dan rentan.
Torrefaksi, pirolisis, pencairan hidrotermal, dan gasifikasi adalah teknologi termokimia terkenal yang mengubah biomassa menjadi biofuel dan bahan kimia bernilai tinggi. Diantaranya, pirolisis muncul sebagai proses termokimia paling menonjol yang menghasilkan tiga produk, yaitu bio-oil, syngas, dan biochar. Bio-oil adalah produk sampingan cair dari proses pirolisis. Ini dapat ditingkatkan menjadi bahan bakar transportasi atau digunakan dalam boiler industri untuk aplikasi pemanasan. Pada saat yang sama, syngas merupakan produk sampingan berupa gas dari reaksi dan dapat dibakar dalam reaktor panas atau ditingkatkan menjadi metanol, dimetil eter (DME), dan bahan bakar hidrokarbon tingkat lanjut. Di sisi lain, biochar merupakan bahan padat kaya karbon, produk sampingan dari reaksi pirolisis, dan berpotensi menggantikan batu bara.
Kandungan karbon yang tinggi dan struktur mikropori dari biochar membuatnya cocok untuk berbagai aplikasi industri seperti karbon aktif, penyerapan karbon, agronomi, dan bahan khusus untuk sintesis elektroda baterai. Menambahkan biochar ke dalam tanah akan meningkatkan penyerapan karbon, meningkatkan retensi air dan unsur hara, serta meningkatkan aktivitas mikroba tanah yang bermanfaat. Selain itu, biochar juga dapat digunakan untuk bioremediasi kadmium (Cd), kromium (Cr), merkuri (Hg), nikel (Ni), timbal (Pb) dll., dari air limbah dan tanah. Selain itu, biochar juga dapat dimanfaatkan untuk mengolah air limbah industri tekstil, farmasi, dan pertanian. Umumnya kemampuan pemanfaatan biochar untuk berbagai keperluan ditentukan oleh karakteristiknya. Misalnya, biochar dengan konduktivitas listrik, porositas, dan stabilitas yang luar biasa pada suhu rendah disukai sebagai bahan elektroda dalam sel bahan bakar mikroba. Di sisi lain, biochar dengan porositas tinggi dengan gugus nitrogen yang terikat secara struktural lebih disukai untuk sintesis superkapasitor. Selain itu, luas permukaan yang tinggi dan biochar dengan abu yang rendah lebih baik untuk perbaikan tanah dan remediasi air limbah.
Di bidang produksi dan penerapan biochar berbasis biomassa lignoselulosa dan limbah pertanian, beberapa makalah tinjauan telah diterbitkan. Sebagian besar penelitian meninjau produksi biochar dari berbagai limbah pertanian (misalnya sekam padi, tongkol jagung, ampas tebu, dan jerami padi), kondisi reaksi operasional, dan evaluasi tekno-ekonomi biochar. Alat mesin pencari Scopus digunakan untuk mencari aplikasi biochar limbah pinus, Tiga kata kunci yang paling sering digunakan untuk mencari data adalah “pinus”, “biochar”, dan “ adsorpsi”. Mereka saat ini menempati peringkat teratas dengan total link kekuatan masing-masing 1582, 1520, dan 1211.
English