[en] As result of the indiscriminate exploitation of fossil fuels, the level of anthropogenic gases, in particular CO2, has drastically increased causing several environmental issues such as the greenhouse effect and the oceans acidification. In this context, several efforts are being made to reduce these emissions. The European Union, for example, through the European Green Deal (2019), set the objective to reach complete decarbonization through the promotion and diffusion of negative emission technologies (NETs). Among all the NETs alternatives, biochar production represents one of the most promising strategies due to the versatile features of the material, and its relatively low production cost. Because of this, the interest of the scientific community for biochar has grown exponentially in the last years, and, in this sense, a particular interest has been paid to the production of activated biochars and to the employment of biochar-derived materials in catalytic applications. The present work was conducted within the framework of a European Training Network: The GreenCarbon project (Marie Skłodowska-Curie grant agreement No 721991), which main purpose was to develop advanced biomass-derived carbons to drive new technologies for biomass/biowaste upcycling. In this context, the main objective of this PhD Thesis was to study the activation and functionalization of pyrolysis chars to produce innovative biochar-supported catalysts to be employed as a more sustainable alternative to the commonly used ones. The first part of the research dealt with the assessment of the suitability of biochars to be used as renewable and low-cost catalyst/support for pyrolysis vapors upgrading. After that the research was shifted to the identification of the most appropriate biochar activating conditions. Finally, the resulting activated biochar, produced through an optimized activating procedure, was used as support for the production of several catalysts which were then tested for two different processes: the pyrolysis oil steam reforming and the CO2 methanation. The most remarkable achievements obtained in this PhD project are: (i) the determination of the role that the activating pressure has on the textural properties of the resulting activated biochar and (ii) the production of a relatively stable activated biochar-based catalyst for the upgrading of pyrolysis vapors. This document is conceptually divided in five main blocks: I. The first block is composed of an introductory section and a chapter concerning the state of the art of the studied processes. II. In the second block, a brief overview of the GreenCarbon project and the main objective of the PhD Thesis are reported. III. The third block details the materials and methods employed in this work. IV. The results of this work are resumed in the fourth block. V. Finally, in the last section are drawn the overall conclusions reached in this work accompanied by the indications about the work which needs to be done in the future.

[es] Como resultado de la explotación indiscriminada de los recursos fósiles, el nivel de gases antropogénicos – en particular, el CO2 – ha aumentado drásticamente en los últimos años. Este incremento causaría problemas ambientales como el efecto invernadero y la acidificación de los océanos. En este contexto, diversos esfuerzos se están llevando a cabo para reducir estas emisiones. Por ejemplo, la Unión Europea, a través del Pacto Verde Europeo firmado en 2019, fijó el objetivo de alcanzar la descarbonización completa mediante la promoción y difusión de tecnologías de emisión negativa (NETs). Entre todas las alternativas NETs, la producción de biochar representa una de las estrategias más prometedoras gracias a, entre otros, las características versátiles del material y su relativo bajo coste de producción. Por ello, el interés de la comunidad científica hacia el biochar ha aumentado exponencialmente en los últimos años y, en este sentido, se ha prestado un particular interés a la producción de biochares activados y el uso de materiales derivados de biochar en aplicaciones catalíticas. Esta tesis doctoral se enmarca dentro del European Training Network: The GreenCarbon project (Marie Skłodowska-Curie grant agreement No 721991), cuyo propósito principal fue desarrollar carbonos procedentes de biomasa avanzados para nuevas tecnologías de reciclaje de biomasa/desechos. En este contexto, el objetivo principal de esta tesis doctoral fue estudiar la activación y funcionalización de carbonos producidos por pirolisis de biomasa para producir catalizadores novedosos soportados en biochar como alternativa sostenible a otros más comunes. La primera parte de la investigación se enfocó en la evaluación de la idoneidad del uso de biochars como catalizadores renovables y de bajo coste para la mejora de vapores de pirólisis. A continuación, el trabajo se centró en la identificación de las condiciones más apropiadas de activación del biochar. La última parte de la investigación se dedicó a testar el uso del biochar activado derivado como soporte para la producción de varios catalizadores. Estos catalizadores fueron testados en dos procesos diferentes: el reformado húmedo de los aceites de pirólisis y la metanación del CO2. Los logros más notables obtenidos en esta tesis doctoral son: (i) la determinación del rol que tiene la presión de activación sobre las propiedades del biochar activado resultante y (ii) la producción de un catalizador basado en biochar activado relativamente estable para la mejora de los vapores de pirólisis. El presente documento se divide conceptualmente en cinco bloques principales: I. El primer bloque presenta la introducción y un capítulo relativo al estado del arte sobre los procesos estudiados. II. El segundo bloque presenta una breve descripción del proyecto GreenCarbon y los principales objetivos del proyecto de tesis doctoral. III. El tercer bloque detalla los materiales y métodos empleados en los experimentos realizados. IV. El cuarto bloque presenta los resultados obtenidos. V. El quinto bloque presenta las conclusiones de esta tesis doctoral y los pasos a seguir en el futuro.