Per convertire l’energia immagazzinata in un pezzo di carbone in energia chimica, può essere impiegato un processo chimico noto come gassificazione del carbone. La gassificazione del carbone comporta la reazione del carbone con un agente gassificante, come ossigeno, vapore o una miscela di entrambi, a temperature e pressioni elevate. Questo processo scompone i complessi composti organici del carbone in molecole più semplici, tra cui idrogeno e monossido di carbonio, che hanno un contenuto energetico chimico più elevato.

Ecco una panoramica delle fasi coinvolte nella gassificazione del carbone per convertire l’energia immagazzinata in energia chimica:

1. Preparazione del carbone:

- Il carbone viene inizialmente lavorato per ridurne le dimensioni ed eliminare eventuali impurità o contaminanti. Ciò garantisce un'efficiente gassificazione e previene danni alle apparecchiature di gassificazione.

2. Reattore di gassificazione:

- Il carbone preparato viene immesso in un reattore di gassificazione, che opera a temperature (tipicamente tra 800-1200 gradi Celsius) e pressioni elevate.

3. Agente gassificante:

- L'agente gassificante, come ossigeno, vapore o una miscela di entrambi, viene introdotto nel reattore insieme al carbone. La scelta dell'agente gassificante dipende dalla composizione desiderata del gas prodotto e dalla specifica tecnologia di gassificazione.

4. Reazioni e prodotti:

- L'elevata temperatura e pressione nel reattore fanno sì che il carbone reagisca con l'agente gassificante. Questo processo prevede una serie di reazioni chimiche complesse che scompongono il carbone in idrogeno, monossido di carbonio, anidride carbonica, metano e altri prodotti gassosi.

5. Gas di sintesi:

- La miscela di gas risultante, nota come syngas o gas di sintesi, contiene vari componenti combustibili, tra cui idrogeno (H2), monossido di carbonio (CO) e metano (CH4). Questi gas hanno un contenuto di energia chimica più elevato rispetto al carbone originale.

6. Pulizia del gas:

- Il gas di sintesi può contenere impurità, come composti di zolfo, polvere e particelle di cenere. Per garantire un utilizzo efficiente e ridurre al minimo l’impatto ambientale, il gas di sintesi viene sottoposto a vari processi di pulizia per rimuovere questi contaminanti.

7. Stoccaggio dell'energia chimica:

- Il gas di sintesi pulito può quindi essere utilizzato come fonte di energia chimica. Può essere utilizzato come combustibile per la produzione di energia, processi industriali o come materia prima per la produzione di altri prodotti chimici e combustibili, come l’idrogeno o il gas naturale sintetico (SNG).

Convertendo l’energia immagazzinata nel carbone in energia chimica attraverso la gassificazione del carbone, otteniamo una fonte di energia più versatile e preziosa che può essere utilizzata in varie applicazioni e settori.