Biochar is een zwart, pluizig, lichtgewicht, koolstof{0}}rijk vast materiaal dat wordt geproduceerd door het verwarmen van biomassa (zoals landbouwafval, hout of organische materialen) tot hoge temperaturen (doorgaans tussen 350 graden en 700 graden) onder zuurstof-gebrekkige omstandigheden met behulp van pyrolysetechnologie. Het bestaat meestal in korrelvorm en bestaat voornamelijk uit elementen zoals koolstof, waterstof, zuurstof en stikstof, met een koolstofgehalte dat doorgaans hoger is dan 70%. Het heeft een extreem lage oplosbaarheid en bezit sterk gecarboxyleerde en aromatische structurele kenmerken. Biochar kan worden geproduceerd uit een breed scala aan grondstoffen, waaronder landbouwafval zoals kippenmest, varkensmest, houtsnippers en stro, maar ook industrieel organisch afval en gemeentelijk slib.
Biochar is bijna pure koolstof en kan honderden tot duizenden jaren in de bodem blijven nadat het is begraven, waardoor koolstof effectief wordt vastgelegd en de opwarming van de aarde wordt tegengegaan. Het heeft ook waarde bij het verbeteren van de landbouw; Dankzij het hoge koolstofgehalte en de poreuze structuur kan biochar de bodemstructuur aanzienlijk verbeteren (het toevoegen van biochar aan zandgrond kan het waterretentievermogen met 92% vergroten; het toevoegen van biochar aan klei kan de snelheid van de waterstroom tot drie keer verhogen) en de vruchtbaarheid, het vastleggen van koolstof in de atmosfeer om de klimaatverandering te verzachten, en het adsorberen en afbreken van schadelijke stoffen in het milieu (het absorberen van N2O met een intensiteit die 300 keer groter is dan CO₂). Daarom heeft het belangrijke toepassingen in de landbouw, milieusanering en beperking van de klimaatverandering.
In 2022 bedroeg de mondiale marktomvang voor biocharen ongeveer 231 miljoen dollar, en de verwachting is dat deze tegen 2030 zal groeien tot ongeveer 2,196 miljard dollar, met een samengesteld jaarlijks groeipercentage van meer dan 10%. Momenteel is de markt voor biocharen voornamelijk geconcentreerd in Noord-Amerika en Europa, terwijl de regio Azië-Pacific, met name China en India, een aanzienlijk groeipotentieel vertoont. De kwaliteit van biochar geproduceerd uit verschillende grondstoffen varieert aanzienlijk, en biochar geproduceerd door pyrolyse bij verschillende temperaturen levert ook verschillende effecten op. Door de pyrolysetechnologie strikt te controleren, is het echter mogelijk om biochar te creëren met technische eigenschappen en hoge betrouwbaarheid. Dit type koolstof zal geschikt zijn voor complexere toepassingen, zoals het vervangen van grafiet- en actieve koolelektrodematerialen in energieopslagapparaten met hoge-vraag (waaronder lithium-ionbatterijen en supercondensatoren).
