The use of biomass to produce energy is becoming more and more frequent as it helps to achieve a sustainable environmental scenario. However the exploitation of this fuel source does have drawbacks that need to be solved. In this work, the torrefaction of woody biomass (eucalyptus) was studied in order to improve its properties for pulverised systems. The process consisted in a heating treatment at moderate temperature (240, 260, 280 °C) under an inert atmosphere. The grindability of raw biomass and the treated samples was compared and an improvement in the grindability characteristics was observed after the torrefaction process. Thermogravimetric analysis of the samples was carried out in order to study their reactivity in air. The DTG curves of the torrefied biomass showed a double peak nature. The kinetic parameters were calculated for each reaction stage. The torrefaction process was found to influence the parameters of the first stage, whereas those corresponding to the second remained unaffected.

The thermal characteristics and kinetics of coal, biomass (pine sawdust) and their blends were evaluated under combustion conditions using a non-isothermal thermogravimetric method (TGA). Biomass was blended with coal in the range of 5–80 wt.% to evaluate their co-combustion behaviour. No significant interactions were detected between the coal and biomass, since no deviations from their expected behaviour were observed in these experiments. Biomass combustion takes place in two steps: between 200 and 360 °C the volatiles are released and burned, and at 360–490 °C char combustion takes place. In contrast, coal is characterized by only one combustion stage at 315–615 °C. The coal/biomass blends presented three combustion steps, corresponding to the sum of the biomass and coal individual stages. Several solid-state mechanisms were tested by the Coats–Redfern method in order to find out the mechanisms responsible for the oxidation of the samples. The kinetic parameters were determined assuming single separate reactions for each stage of thermal conversion. The combustion process of coal consists of one reaction, whereas, in the case of the biomass and coal/biomass blends, this process consists of two or three independent reactions, respectively. The results showed that the chemical first order reaction is the most effective mechanism for the first step of biomass oxidation and for coal combustion. However, diffusion mechanisms were found to be responsible for the second step of biomass combustion.

The success of CO2 capture with solid sorbents is dependent on the development of a low cost sorbent with high CO2 selectivity and adsorption capacity. Immobilised amines are expected to offer the benefits of liquid amines in the typical absorption process, with the added advantages that solids are easy to handle and that they do not give rise to corrosion problems. In this work, different alkylamines were evaluated as a potential source of basic sites for CO2 capture, and a commercial activated carbon was used as a preliminary support in order to study the effect of the impregnation. The amine coating increased the basicity and nitrogen content of the carbon. However, it drastically reduced the microporous volume of the activated carbon, which is chiefly responsible for CO2 physisorption, thus decreasing the capacity of raw carbon at room temperature.

The reduction of anthropogenic CO2 emissions to address the consequences of climate change is a matter of concern for all developed countries. In the short term, one of the most viable options for reducing carbon emissions is to capture and store CO2 at large stationary sources. Adsorption with solid sorbents is one of the most promising options. In this work, two series of materials were prepared from two commercial activated carbons, C and R, by heat treatment with gaseous ammonia at temperatures in the 200–800 °C range. The aim was to improve the selectivity and capacity of the sorbents to capture CO2, by introducing basic nitrogen-functionalities into the carbons. The sorbents were characterised in terms of texture and chemical composition. Their surface chemistry was studied through temperature-programmed desorption tests and X-ray photoelectron spectroscopy. The capture performance of the carbons was evaluated by using a thermogravimetric analyser to record mass uptakes by the samples when exposed to a CO2 atmosphere.

A commercial activated carbon supplied by Norit, R2030CO2, was evaluated as CO2 adsorbent under conditions relevant to post-combustion CO2 capture (ambient pressure and diluted CO2). It has been demonstrated that this carbon possesses sufficient CO2/N2 selectivity in order to efficiently separate a binary mixture composed of 17% CO2 in N2. Moreover, this carbon was easily completely regenerated and it did not show capacity decay after 10 consecutive cycles. Three different regeneration strategies were compared in a single-bed adsorption unit: temperature swing adsorption (TSA), vacuum swing adsorption (VSA) and a combination of them, vacuum and temperature swing adsorption (VTSA). Through a simple two step TSA cycle, CO2 was concentrated from 17 to 43 vol%. For the single-bed cycle configurations, the productivity and CO2 recovery followed the sequence: TSA < VSA < VTSA. Values of productivity up to 1.9 mol kg−1 h−1 and a maximum CO2 recovery of 97% were reached.

Hypercrosslinked polymers (HCPs) synthesized by copolymerisation of p-dichloroxylene (p-DCX) and 4,4′-bis(chloromethyl)-1,1′-biphenyl (BCMBP) constitute a family of low density porous materials with excellent textural development. Such polymers show microporosity and mesoporosity and exhibit Brunauer–Emmett–Teller (BET) surface areas of up to 1970 m2 g−1. The CO2 adsorption capacity of these polymers was evaluated using a thermogravimetric analyser (atmospheric pressure tests) and a high-pressure magnetic suspension balance (high pressure tests). CO2 capture capacities were related to the textural properties of the HCPs. The performance of these materials to adsorb CO2 at atmospheric pressure was characterized by maximum CO2 uptakes of 1.7 mmol g−1 (7.4 wt%) at 298 K. At higher pressures (30 bar), the polymers show CO2 uptakes of up to 13.4 mmol g−1 (59 wt%), superior to zeolite-based materials (zeolite 13X, zeolite NaX) and commercial activated carbons (BPL, Norit R). In addition, these polymers showed low isosteric heats of CO2 adsorption and good selectivity towards CO2. Hypercrosslinked polymers have potential to be applied as CO2 adsorbents in pre-combustion capture processes where high CO2 partial pressures are involved.

Meeting global climate goals requires significant deployment of carbon capture technologies, particularly in bioenergy systems. Bio-CHP (Combined Heat and Power) systems, when combined with carbon capture and storage (CCS), have the potential to achieve negative emissions by permanently removing CO2 from the atmosphere. The BioNETzero project aims to advance next-generation oxy-combustion technologies for bio-CHP, addressing key challenges such as biomass feedstock variability, combustion efficiency, and CO2 capture. Through experimental testing, computational modeling, and regional showcase studies, the project will optimize bio-CHP systems to deliver low-emission, cost-effective, and scalable solutions. This paper outlines the BioNETzero project's approach to advancing decarbonized bio-CHP technologies, with a focus on the environmental, technical, and economic benefits of deploying these systems across Europe.