Than sinh học là vật liệu rắn màu đen, mịn, nhẹ, giàu cacbon-được tạo ra bằng cách đun nóng sinh khối (chẳng hạn như chất thải nông nghiệp, gỗ hoặc vật liệu hữu cơ) ở nhiệt độ cao (thường từ 350 độ đến 700 độ ) trong điều kiện thiếu oxy- bằng công nghệ nhiệt phân. Nó thường tồn tại ở dạng hạt và chủ yếu bao gồm các nguyên tố như carbon, hydro, oxy và nitơ, với hàm lượng carbon thường vượt quá 70%. Nó có độ hòa tan cực kỳ thấp và có đặc tính cấu trúc thơm và carboxyl hóa cao. Than sinh học có thể được sản xuất từ nhiều loại nguyên liệu thô, bao gồm chất thải nông nghiệp như phân gà, phân lợn, dăm gỗ và rơm rạ, cũng như chất thải hữu cơ công nghiệp và bùn thải đô thị.
Than sinh học gần như là carbon nguyên chất và có thể tồn tại trong đất hàng trăm đến hàng nghìn năm sau khi bị chôn vùi, cô lập carbon một cách hiệu quả và giúp giảm thiểu hiện tượng nóng lên toàn cầu. Nó cũng có giá trị trong việc cải thiện nông nghiệp; Hàm lượng carbon cao và cấu trúc xốp cho phép than sinh học cải thiện đáng kể cấu trúc đất (thêm than sinh học vào đất cát có thể tăng khả năng giữ nước lên 92%; thêm than sinh học vào đất sét có thể làm tăng tốc độ dòng nước lên đến ba lần) và độ phì nhiêu, cố định carbon trong khí quyển để giảm thiểu biến đổi khí hậu, đồng thời hấp thụ và phân hủy các chất có hại trong môi trường (hấp thụ N2O với cường độ lớn hơn 300 lần so với CO₂). Vì vậy, nó có những ứng dụng quan trọng trong nông nghiệp, xử lý môi trường và giảm thiểu biến đổi khí hậu.
Vào năm 2022, quy mô thị trường than sinh học toàn cầu là khoảng 231 triệu USD và dự kiến sẽ tăng lên khoảng 2,196 tỷ USD vào năm 2030, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm vượt quá 10%. Hiện tại, thị trường than sinh học chủ yếu tập trung ở Bắc Mỹ và Châu Âu, trong khi khu vực Châu Á{6}}Thái Bình Dương, đặc biệt là Trung Quốc và Ấn Độ, cho thấy tiềm năng tăng trưởng đáng kể. Chất lượng của than sinh học được sản xuất từ các nguyên liệu thô khác nhau có sự khác biệt đáng kể và than sinh học được sản xuất thông qua quá trình nhiệt phân ở nhiệt độ khác nhau cũng mang lại những hiệu quả khác nhau. Tuy nhiên, bằng cách kiểm soát chặt chẽ công nghệ nhiệt phân, có thể tạo ra than sinh học với các đặc tính kỹ thuật và độ tin cậy cao. Loại carbon này sẽ phù hợp cho các ứng dụng phức tạp hơn, chẳng hạn như thay thế vật liệu điện cực than chì và than hoạt tính trong các thiết bị lưu trữ năng lượng có nhu cầu cao (bao gồm cả pin lithium{11}}ion và siêu tụ điện).
