用于生物质燃料的三种主要物质是生物油、木炭和热解气体。这些都是生物质热解的产物，生物质热解是一种热化学过程，生物质在无氧条件下加热分解成这些有价值的成分。
生物油 是一种深棕色有机液体，主要由含氧化合物组成。它是通过生物质的快速热解产生的，其中纤维素、半纤维素和木质素同时发生破碎和解聚。生物质的快速加热和由此产生的蒸汽的快速淬灭导致生物油的形成。以干生物质为基础，快速热解产生的生物油产量为 50% 至 70%。生物油中含有大量的水和各种有机成分，如酸、醇、酮、呋喃、酚、醚、酯、糖、醛、烯、氮和氧化合物。由于生物油含有大量活性分子和低聚物，因此不稳定，在用作发动机燃料之前需要对其进行升级。
炭 是热解过程后留下的固体残渣，由于含碳量高、热值高，通常用作燃料。木炭可进一步加工成活性炭，用于水净化和气体吸附等多种用途。
热解气体 是生物质热解的气态产物，主要由甲烷、一氧化碳和氢气组成。这种气体可直接用作燃料，也可进一步加工生产合成气，合成气是各种化学合成的前体，也可用作燃料。
这三种物质--生物油、木炭和热解气体--是生物质转化为能源和其他有价值产品的关键，凸显了生物质作为可再生资源在可持续能源生产中的重要性。
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