Agricultural waste treatment and carbon dioxide emissions from fossil fuel combustion have been critical challenges for sustainable development. This work is part of a study on converting straw into biofuels, which involves using xylose as the material, carbon dioxide (CO2) as the catalyst, and water (H2O) and Gamma-Valerolactone (GVL) as the solvent to produce furfural through hydrothermal conversion. 

The experiment applies a 2-level full factorial experimental design to observe the effects of different reaction terms on the hydrothermal conversion process. For the xylose conversion rate, the significant terms and the corresponded effect value (t-value) for the model are Reaction temperature (15.6), Water content (7.9), Temperature*Water (5.0), Reaction time (4.8), and Temperature*Time (2.5). For the furfural yield, the significant terms and the corresponded effect value(t-value) for the model are Water content (13.6), Temperature*Water (10.1), Reaction*Temperature (6.4), Temperature*Time (5.4), Time*Water (3.1), Time*Pressure (2.9), Reaction time (2.4), and Water*Pressure (1.9). 

Hydrothermal conversion technology has great potential in biofuel production, agricultural waste treatment and decarbonization, further contributing to achieving UN Sustainable Development Goals. The renewable biofuel produced through hydrothermal conversion process can be integrated into conventional diesel and gasoline to mitigate fossil fuel usage (SDG 7: Affordable and Clean Energy). During the hydrothermal conversion process, carbon dioxide is used as the catalyst in biofuel production, which contributes to decarbonization (SDG 13: Climate Change). Direction combustion of agricultural waste releases harmful gas emissions, while hydrothermal conversion technology offers cleaner and more efficient utilization of agricultural waste (SDG 3: Good health and well-being). Conventional biofuel production requires land diversion for biofuel grown, while the hydrothermal conversion of agricultural waste can produce biofuel while avoiding land competition for food production and food problems (SDG 2: Zero hunger). Combined with carbon capture and storage (CCS) technologies, the hydrothermal conversion technology can create a circular bioeconomy consisting of carbon dioxide reduction, agricultural waste treatment and biofuel production (SDG 11: Sustainable Cities and Communities).

Behandling av jordbruksavfall och koldioxidutsläpp från förbränning av fossila bränslen har varit avgörande utmaningar för en hållbar utveckling. Detta arbete är en del av en studie om att omvandla halm till biobränslen, vilket innebär att man använder xylos som material, koldioxid (CO2) som katalysator och vatten och GVL (Gamma-Valerolactone) som lösningsmedel för att producera furfural genom hydrotermisk omvandling.

Experimentet tillämpar en 2-nivås fullständig faktoriell experimentell design för att observera effekterna av olika reaktionstermer på den hydrotermiska omvandlingsprocessen. För xylosomvandlingshastigheten är de signifikanta termerna och motsvarande effektvärde (t-värde) för modellen Reaktionstemperatur (15,6), Vatteninnehåll (7,9), Temperatur*Vatten (5,0), Reaktionstid (4,8) och Temperatur*Tid (2,5). För furfuralutbytet är de signifikanta termerna och motsvarande effektvärde (t-värde) för modellen Vatteninnehåll (13,6), Temperatur*Vatten (10,1), Reaktionstemperatur (6,4), Temperatur*Tid (5,4), Tid*Vatten (3.1), Tid*Tryck (2.9), Reaktionstid (2.4) och Vatten*Tryck (1.9).

Hydrotermisk omvandlingsteknik har stor potential inom biobränsleproduktion, hantering av jordbruksavfall och avkarbonisering, vilket ytterligare bidrar till att uppnå FN:s mål för hållbar utveckling. Det förnybara biobränslet som produceras genom hydrotermisk omvandlingsprocess kan integreras i konventionell diesel och bensin för att minska användningen av fossila bränslen (SDG 7: Affordable and Clean Energy). Under den hydrotermiska omvandlingsprocessen används koldioxid som katalysator vid produktion av biobränsle, vilket bidrar till avkarbonisering (SDG 13: Climate Change). Riktad förbränning av jordbruksavfall släpper ut skadliga gaser, medan hydrotermisk omvandlingsteknik ger renare och effektivare användning av jordbruksavfall (SDG 3: God hälsa och välbefinnande). Konventionell biobränsleproduktion kräver omläggning av mark för biobränsle som odlas, medan hydrotermisk omvandling av jordbruksavfall kan producera biobränsle samtidigt som man undviker markkonkurrens om livsmedelsproduktion och livsmedelsproblem (SDG 2: Noll hunger). I kombination med teknik för avskiljning och lagring av koldioxid (CCS) kan den hydrotermiska omvandlingstekniken skapa en cirkulär bioekonomi bestående av koldioxidreduktion, behandling av jordbruksavfall och produktion av biobränsle (SDG 11: Sustainable Cities and Communities).