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This research was funded by NextGeneration EU via SusPlast; FEDER/Ministerio de Ciencia, Innovacion y Universidades-Agencia Estatal de Investigacion/MAT2017-84691-P; Subprograma Estatal de Incorporacion/IED2019-001134-I; Consejeria de Educacion e Investigacion de la Comunidad de Madrid y del Fondo Social Europeo/PEJD-2019-PRE/IND-16080; Spanish Ministry of Science and Innovation (Project SPoNaFun, PID2020-117573GB-I00); Science and Technology Planning Project of Guangdong Province (2023A0505050163); National Natural Science Foundation of China (22378078); Natural Science Foundation of Guangdong Province (2022A1515011500).

Análisis de autorías institucional

Prieto, ManuelAutor o CoautorNaffakh, MohammedAutor (correspondencia)

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Review

Hydrothermal Carbonization of Biomass for Electrochemical Energy Storage: Parameters, Mechanisms, Electrochemical Performance, and the Incorporation of Transition Metal Dichalcogenide Nanoparticles

Publicado en:Polymers. 16 (18): 2633- - 2024-09-01 16(18), DOI: 10.3390/polym16182633

Autores: Prieto, Manuel; Yue, Hangbo; Brun, Nicolas; Ellis, Gary J; Naffakh, Mohammed; Shuttleworth, Peter S

Afiliaciones

Guangdong Univ Technol, Sch Chem Engn & Light Ind, Guangdong Prov Key Lab Plant Resources Biorefinery, Guangzhou 510006, Peoples R China - Autor o Coautor
Inst Ciencia & Tecnol Polimeros ICTP CSIC, Juan Cierva, Juan de la Cierva 3, Madrid 28006, Spain - Autor o Coautor
Univ Montpellier, CNRS, ICGM, ENSCM, F-34293 Montpellier, France - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid ETSII UPM, Escuela Tecn Super Ingn Ind, Jose Gutierrez Abascal 2, Madrid 28006, Spain - Autor o Coautor

Resumen

Given the pressing climate and sustainability challenges, shifting industrial processes towards environmentally friendly practices is imperative. Among various strategies, the generation of green, flexible materials combined with efficient reutilization of biomass stands out. This review provides a comprehensive analysis of the hydrothermal carbonization (HTC) process as a sustainable approach for developing carbonaceous materials from biomass. Key parameters influencing hydrochar preparation are examined, along with the mechanisms governing hydrochar formation and pore development. Then, this review explores the application of hydrochars in supercapacitors, offering a novel comparative analysis of the electrochemical performance of various biomass-based electrodes, considering parameters such as capacitance, stability, and textural properties. Biomass-based hydrochars emerge as a promising alternative to traditional carbonaceous materials, with potential for further enhancement through the incorporation of extrinsic nanoparticles like graphene, carbon nanotubes, nanodiamonds and metal oxides. Of particular interest is the relatively unexplored use of transition metal dichalcogenides (TMDCs), with preliminary findings demonstrating highly competitive capacitances of up to 360 F/g when combined with hydrochars. This exceptional electrochemical performance, coupled with unique material properties, positions these biomass-based hydrochars interesting candidates to advance the energy industry towards a greener and more sustainable future.

Palabras clave

Activated carbonBiomassCapacitanceCarbon capture and storageCarbon capture and utilizationCarbon sequestrationCarbonaceous materialsCarbonsElectrochemical energy storageElectrochemical performanceEnergy storage parametersEnvironmentally-friendly practicesFuel propertiesGraphitic carboHierarchical porous carbonHydrothermal carbonizationIndustrial processsLi-ion batteryLignocellulosic biomassN-doped carbonNanoclayParameter mechanismsPhysicochemical propertiesPressungStructural-propertiesSupercapacitorsTransition metal dichalcogenideTransition metal dichalcogenidesTransition metal dichalcogenides (tmd)Wheat-strawYarnZero-carbon

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Polymers debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2024 aún no existen indicios calculados, pero en 2023, se encontraba en la posición 19/95, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Polymer Science.

2025-06-13:

  • WoS: 5
  • Scopus: 7

Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2025-06-13:

  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 30 (PlumX).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
  • Asignación de un Handle/URN como identificador dentro del Depósito en el Repositorio Institucional: https://oa.upm.es/85316/

Como resultado de la publicación del trabajo en el repositorio institucional, se han obtenido datos estadísticos de uso que reflejan su impacto. En términos de difusión, podemos afirmar que, hasta la fecha

  • Visualizaciones: 61
  • Descargas: 11

Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de: China; France.

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (PRIETO LOBATO, MANUEL) .

el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido NAFFAKH CHERRADI-HADI, MOHAMMED.