birleşiminde karbon bulunan kahverengi veya siyah kömür

Genel Haberler





Enerji devi AGL, bu hafta Loy Yang A kömür istasyonunda hidrojen enerjisi üretme planlarını açıkladı . Ancak, genellikle basitçe karbondan yapıldığı düşünülen kömürü, tamamen farklı bir element olan hidrojene nasıl dönüştürebiliriz?

Aslında, kömür sadece karbondan yapılmamaktadır. Ayrıca biri hidrojen olan başka elementler de içerir. Ancak çok fazla hidrojen elde etmek için, kömürün yakılmak yerine “gazlaştırılması” gerekir, bu da daha sonra hidrojen yapmak için suyla reaksiyona girebilen bileşikler oluşturur. Kömürün kendisinden değil, bu durumda hidrojenin çoğunluğunun geldiği yer burasıdır.


Daha fazlasını okuyun: Hidrojen yakıtı neden geri dönüş yapıyor?


Kömür neyden yapılır?

Basit bir ifadeyle, kömür iki bileşenin bir karışımıdır: karbon esaslı madde (tarih öncesi bitki örtüsünün çürümüş kalıntıları) ve mineral madde (kömürün kazıldığı yerden gelen). Karbon bazlı madde beş ana elementten oluşur: karbon, hidrojen, oksijen, nitrojen ve sülfür.




Kömürün oluşum sürecini biyokütleden (yeni ölmüş bitki maddesi) odun kömürüne (neredeyse saf karbon) doğru bir ilerleme olarak düşünebilirsiniz. Zamanla, oksijen ve bir miktar hidrojen yavaş yavaş çıkarılır ve geride daha fazla karbon kalır.

Bu nedenle kahverengi kömür, siyah kömürden biraz daha fazla hidrojen içerir, ancak ikisi arasındaki en büyük fark, karbon ve oksijen içerikleridir.

Gazlaştırma nedir?

Önce yanmayı anlayarak gazlaşmayı anlayabiliriz. Yanma veya yanma, ısı ve karbondioksit üreten bir süreç olan kömür gibi bir yakıtın tamamen oksitlenmesidir. Karbondioksitin kendisi daha fazla oksitlenemez ve bu nedenle, yanma işleminin yanmayan son ürünüdür.

Ancak gazlaştırmada kömür tamamen oksitlenmez. Bunun yerine kömür, gazlaştırma ajanı adı verilen bir bileşikle reaksiyona sokulur. Gazlaştırma endotermiktir, yani ısı üretmez. Aslında tam tersi – ilerlemek için ısı girdisine ihtiyacı var. Ortaya çıkan gaz tam olarak oksitlenmediğinden, bu, kendisinin yakıt olarak yakılabileceği anlamına gelir.


Peki nasıl hidrojen yaparız?

Artık temel kavramları biliyoruz, en baştan başlayalım. Kömürden hidrojen üretmek için süreç kısmi oksidasyonla başlar, bu da kömüre bir miktar hava eklenmesi anlamına gelir ve bu da geleneksel yanma yoluyla karbondioksit gazı üretir. Yine de kömürü tamamen yakmaya yetecek kadar eklenmez – sadece gazlaştırma reaksiyonu için biraz ısı yapmaya yetecek kadar. Kısmi oksidasyon ayrıca kendi gazlaştırma ajanı olan karbondioksiti de yapar.

Karbondioksit, karbon monoksit oluşturmak için kömürdeki geri kalan karbonla reaksiyona girer (bu, ısı girdisine ihtiyaç duyan endotermik gazlaştırma reaksiyonudur). Henüz hidrojen yok.

Gaz akımındaki karbon monoksit artık buharla reaksiyona girerek hidrojen ve karbondioksit oluşturur. Şimdi biraz hidrojen yapıyoruz. Hidrojen daha sonra yüksek verimli elektrik üretmek için yerinde bir yakıt hücresinden geçirilebilir, ancak Loy Yang A’daki plan hidrojeni basınçlandırmak ve Olimpiyat gösterileri için Japonya’ya göndermek.

Kömürden hidrojen yapmak. J. Allen

Kahverengi kömürler, gazlaştırma için genellikle çeşitli nedenlerle siyah kömürler yerine tercih edilir, bu da Victoria’nın Latrobe Valley’deki kahverengi kömürünü bu süreç için iyi bir olasılık haline getirir.

Bunun ana nedeni, bu tür kömürün yüksek oksijen içeriği nedeniyle kimyasal olarak daha az kararlı olması ve bu nedenle gazlaştırma reaksiyonu sırasında parçalanmasının daha kolay olmasıdır. Ayrıca, kömürde zaten mevcut olan hidrojenden küçük bir artış var.

Bu şekilde üretilen hidrojen, sıfır emisyonlu bir yakıt değildir. Karbondioksit, yanma ve termal ayrışma reaksiyonları yoluyla yayılır ve ayrıca karbon monoksit ile su arasındaki reaksiyonun hidrojen ve karbondioksit yapmak için bir ürünüdür.

Öyleyse neden hidrojen yapmakla uğraşıyorsunuz?

Hidrojen yakıt olarak kullanıldığında, yan ürün olarak yalnızca su açığa çıkarır. Bu, en azından kullanım noktasında onu sıfır emisyonlu temiz bir yakıt yapar.

Büyük, merkezi bir tesiste kömürden hidrojen üretmek, kirlilik kontrolünün yapılabileceği anlamına gelir. Partiküller ve potansiyel olarak karbondioksit, gaz akışından çok verimli bir şekilde çıkarılabilir.

Bu, arabanızın arkasından sarkmak gibi küçük ölçekte mümkün değildir. Karayolu taşımacılığı şu anda şehirlerimizde her gün tehlikeli seviyelerde kirletici madde yaymaktadır .


Daha fazlasını okuyun: Protonlar gelecekteki enerji ihtiyaçlarımızı nasıl güçlendirebilir?


Yerinde hidrojen yakıt hücrelerini kullanan gazlaştırma işlemleri, geleneksel kömür yakıtlı güce kıyasla verimliliklerini önemli ölçüde artırabilir . Bununla birlikte, hidrojenin son kullanımına ve müteakip nakliye süreçlerine bağlı olarak, enerji üretimi veya verimlilik (ve dolayısıyla karbon emisyonları) açısından daha iyi durumda olabilirsiniz, sadece elektrik yapmak için kömürü doğrudan yakabilirsiniz.

Ancak, hidrojen yapmak için kömürün gazlaştırılmasını kullanarak, gerçekten temiz bir gelecek yakıtı için çok ihtiyaç duyulan altyapıyı oluşturmaya ve tüketici pazarlarını (yani hidrojen yakıt hücreli araçlar) geliştirmeye başlayabiliriz.

Hidrojen gücünün bir gün sıfır emisyon olacağını tahmin ediyorum. Saf su ayırma yoluyla (elektroliz dahil veya birkaçını saymak gerekirse güneş termokimyasal ve fotoelektrokimyasal teknolojiler dahil) çeşitli şekillerde yapılabilir. Henüz fiyat veya pratiklik açısından orada değil, ama kesinlikle yolunda. Bu arada kömürden üretim yoluyla hidrojen ekonomisinin gelişimini desteklemek, kitabıma göre genel olarak korkunç bir fikir değil.


Bir cevap yazın