Kemampuan Biochar untuk memediasi dan memfasilitasi degradasi kontaminasi mikroba, serta potensi penyerapan karbonnya, telah memicu minat dalam beberapa tahun terakhir. Betapa penting untuk melihat produksi biochar untuk pemulihan sumber daya dan peran biochar yang direkayasa secara biologis dalam daur ulang limbah. Penggunaan biomassa untuk produksi biochar sudah terdapat dengan berbagai metode, serta penggunaannya sebagai bahan inklusi yang efektif untuk meningkatkan kinerja. Dampak amandemen biochar pada kolonisasi mikroba, transfer elektron antarspesies langsung, minimalisasi beban organik, dan pemeliharaan penyangga dieksplorasi secara rinci. Mayoritas kontaminan organik dan anorganik (logam berat) di lingkungan saat ini disebabkan oleh aktivitas manusia, seperti pertambangan dan penggunaan pupuk kimia dan pestisida, yang dapat ditangani secara berkelanjutan dengan menggunakan biochar rekayasa untuk mendorong pembentukan industri rekayasa berkelanjutan.
Pertumbuhan eksponensial yang cepat dalam konsumsi dan eksploitasi sumber daya telah mengakibatkan kelangkaan sumber daya. Sistem energi saat ini menikmati pendekatan yang tidak berkelanjutan dan menghadirkan lintasan sistem energi yang menjauh dari tujuan keberlanjutan. Biochar yang direkayasa secara biologis adalah bioproduk heterogen yang dihasilkan dari konversi termokimia karbonisasi bahan baku dalam kondisi lingkungan terbatas oksigen, yang selanjutnya dimodifikasi dengan berbagai metode untuk meningkatkan pemanfaatan dan meningkatkan efisiensi secara keseluruhan. Bio-ekonomi melingkar adalah konsep yang luas dan cair dengan banyak definisi, namun semuanya mengarah ke satu tujuan yang berbicara tentang efisiensi sumber daya yang lebih besar dengan keberlanjutan. Konsep ini masih berkembang dan masih membutuhkan penelitian mendasar, dalam pemanfaatan yang tepat dari biochar yang direkayasa untuk tujuan keberlanjutan. Biochar memiliki potensi besar yang belum dimanfaatkan untuk menggantikan teknik yang tidak bersahabat untuk mengatasi masalah perubahan iklim, dampak lingkungan dan membangun model ekonomi bio-sirkular. Pemanfaatan biochar rekayasa di sektor lingkungan dan energi merupakan alat operatif untuk mengurangi limbah dan meningkatkan partisipasi dalam bio-ekonomi sirkuler.
Dengan pesatnya perkembangan masyarakat modern, sejumlah besar limbah padat organik telah diproduksi. Karena TPA menempati area yang luas dan menghasilkan polutan tambahan dalam jumlah besar, banyak area yang mulai menggunakan kompos untuk mengolah polutan dan mendaur ulang limbah padat. Dan beberapa penelitian telah menemukan bahwa penambahan biochar dapat meningkatkan efisiensi langkah efektif pengomposan. Teknologi limbah biologis menjadi energi adalah cara yang layak untuk mengolah limbah dan menghasilkan energi. Pemulihan sumber daya dari limbah merupakan tren yang muncul menuju pemanfaatan biochar untuk mencapai tujuan bio-ekonomi sirkular. Konsep tersebut mencakup beberapa strategi, termasuk solusi energi, penggunaan kembali dan daur ulang, serta desain untuk daya tahan. Namun, konsep tersebut masih terus berkembang dan tidak diadopsi untuk banyak aplikasi industri. Pendirian pemulihan sumber daya dari limbah bahan baku memerlukan penerapan konsep baru dan ide inovatif. Peran multi-dimensi biochar yang direkayasa dalam perspektif energi dan lingkungan memberikan nilai yang besar untuk pemulihan sumber daya. Meskipun kuat, penelitian pemulihan sumber daya dari limbah dengan pemanfaatan biochar masih diperdebatkan. Biochar telah dieksploitasi secara luas untuk berbagai pendekatan sejak dekade terakhir.
Studi terbaru menunjukkan bahwa biochar yang dimodifikasi secara strategis memiliki potensi besar untuk aplikasi skala besar di berbagai bidang. Sebuah studi kasus dari Singapura menunjukkan bahwa limbah organik yang dihasilkan dari sektor hortikultura memiliki kekuatan potensial untuk berpartisipasi dalam ekonomi sirkular dengan penggunaan biochar di lokasi yang divalorisasi melalui gasifikasi. Penelitian lebih lanjut menekankan bahwa massa sampah organik berkurang hingga 95% melalui gasifikasi dengan konversi menjadi biochar. Studi kasus merinci bahwa biochar yang dihasilkan dari limbah organik dapat menggantikan penggunaan lumut gambut dan memanfaatkannya secara efektif untuk budidaya berbagai tanaman hortikultura komersial. Dalam kasus lain, biochar yang berasal dari limbah kayu digunakan untuk meningkatkan produksi biogas dalam pencernaan anaerobik. Pencernaan limbah makanan dilakukan dengan biochar untuk meningkatkan produksi biogas dan campuran lebih lanjut antara biochar dan limbah yang dihasilkan AD digunakan untuk menanam berbagai tanaman sayuran. Demikian pula, penggunaan biochar dalam ekonomi sirkular dikonseptualisasikan di sektor pertanian. Terbukti bahwa efisiensi ekonomi sirkular dapat digunakan dengan pemanfaatan biochar dalam siklus N, P, dan K. Penggunaan biochar sebagai pengganti pupuk kimia dapat membantu mempromosikan pertanian organik dan sistem pertanian berkelanjutan. Selain itu, penggunaan biochar sebagai pengganti media tanam dapat secara efektif meningkatkan pemulihan sumber daya dan berkontribusi pada ekonomi biosirkular.
English