journal article·2026-07Open access

Hydrothermal Humification of Biomass for Circular Carbon Management in Sustainable Agro‐Ecosystems

Ziyun Liu, Zonglu Yao, Yuanhui Zhang, Huiyan Zhang, Lixin Zhao

Advanced Science· Volume 13· Issue 41

Abstract

ABSTRACT Hydrothermal humification (HTH) is emerging as a low‐carbon approach for valorizing biomass into hydrothermal humic acid (HHA), a multifunctional soil amendment with potential to enhance soil carbon sequestration and climate‐resilient agriculture. However, broader deployment is constrained by limited carbon‐conversion efficiency and heterogeneity in HHA composition. This Review synthesizes recent advances in HTH process engineering, elucidating how operating conditions, catalytic strategies, and integrated designs govern HHA yield, molecular structure, reactivity, and stability. Comparative analysis of hydrolysis‐, condensation‐, and oxidation‐dominated pathways reveals distinct carbon‐transformation mechanisms and structure–function relationships underlying soil and plant responses. Life‐cycle and technoeconomic assessments highlight pathways toward environmentally and economically viable deployment. Advancing HHA stability and field‐scale integration are key frontiers for HTH. Progress toward scalable negative‐emissions deployment in sustainable agro‐ecosystems will require close collaboration between scientists and engineers.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Plant Growth Enhancement Techniques · Subcritical and Supercritical Water Processes · Anaerobic Digestion and Biogas Production

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Key Laboratory of Low‐carbon Green Agriculture in North China Ministry of Agriculture and Rural Affairs Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculture Chinese Academy of Agricultural Sciences Beijing P. R. China

Department of Agricultural and Biological Engineering University of Illinois at Urbana‐Champaign Urbana Illinois USA

School of Energy and Environment Southeast University Nanjing P. R. China

Funding

National Key Research and Development Program of China

References (100+)

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