Diese Luftqualitätsprobleme sind ein Grund, warum wir angefangen haben nachzudenken, wie wir Dinge, die Menschen jeden Tag verwenden – Holzspäne, landwirtschaftliche Abfälle und sogar Müll – in eine Energiequelle verwandeln könnten. Mit einem Verfahren namens Gasifizierung können wir genau dies tun, und es ist noch erstaunlicher. Syngas ist eine Gasform, die aus festen Materialien umgewandelt wird – dies macht die Gasifizierung entscheidend in vielen Prozessen. Es kann als Treibstoff verwendet werden, um Dinge wie Stromerzeugung, Heizung von Häusern und die Herstellung verschiedener Chemikalien, die wir im täglichen Leben verwenden, zu betreiben.
Der Vergasungsprozess beginnt mit dem Erhitzen von festem Material in einer speziell für die Gasbehandlung vorgesehenen Kammer, dem Vergaser. Diese Box enthält nur eine minimale Menge an Sauerstoff. Diese Methode trennt das Material durch Erwärmung in mehrere Gase, wie Kohlenmonoxid, Wasserstoff und Methan. Die entstandenen Gase werden dann aufgefangen und als potenzielle Brennstoffquelle genutzt. Durch Änderung der Temperatur und der Luftmenge können verschiedene Arten von Gasen erzeugt werden, was sehr nützlich für unterschiedliche Zwecke ist.
Wie Sie sich vorstellen können, hat die Vergasung eine Reihe von Vorteilen, die sie zur bevorzugten Methode für die Erzeugung sauberen erneuerbaren und nachhaltigen Energies machen. Ein weiterer großer Vorteil ist, dass sie das Potenzial hat, eine Vielzahl von Materialien zu verarbeiten, die sonst auf Deponien gelandet wären. Insbesondere kann Schrottwood und Landwirtschaftsabfall wie Sägemehl im Prozess verbrannt werden. Dies ist wichtig, weil Vergasung nicht nur Energie erzeugt, sondern uns auch davon abhält, Müll wegzuschmeißen. Wenn wir diese nutzen können, könnte unser Bedarf an nicht erneuerbaren Brennstoffen wie Kohle oder Öl (die auch Schaden in der Umwelt verursachen können) verringert werden.
Im Grunde geschieht Folgendes: Wärme schmilzt das feststoffige Material, was wiederum die chemischen Bindungen zerstört, die alles zusammenhalten. Mit wenigen Ausnahmen ist Kohlenstoff das Hauptbestandteil der meisten festen Brennstoffe. Kohlenstoff kann mit dem umliegenden Sauerstoff reagieren, um Kohlendioxid (CO2) zu produzieren, wenn er in einem sauerstoffreichen Umfeld erhitzt wird. Im Falle eines Sauerstoffmangels bildet er stattdessen CO (Kohlenmonoxid). Der Grund, warum wir dies tun, ist, dass wir diese Materialien zwingen können, ihre Energie freizugeben, wenn sie normalerweise mit dem gerade Geschehenen fortfahren würden.
Es gibt viele praktische Anwendungen für die Vergasung in der Industrie. Eine wichtige Anwendung ist die Entsorgung von Abfällen zur Energieerzeugung. Stadtmüll oder Abfälle aus verschiedenen industriellen Prozessen können zum Beispiel in einen Vergaser eingespeist werden. In diesem Vergaser wird der Müll in Syngas umgewandelt. Dieses Syngas kann verbrannt werden, um Elektrizität, Wärme und sogar Chemikalien wie Wasserstoff oder Ammoniak herzustellen, die in vielen industriellen Prozessen verwendet werden.
Die Gasifizierung bietet auch im Bereich der Biofeuerstoffe vielversprechende Möglichkeiten. Biofeuerstoffe sind Feuerstoffe, die aus erneuerbaren Quellen wie Holz, Stroh oder Mais gewonnen werden. Die Gasifizierung kann diese Materialien in Syngas umwandeln, das anschließend in flüssige Biofeuerstoffe wie Ethanol oder Diesel umgewandelt werden kann. Dieser Biodiesel wird dann als Ersatz für Benzin und Diesel, die aus fossilen Brennstoffen gewonnen werden, zur Antriebskraft von Fahrzeugen genutzt.
Diese sind die Vorteile, aber es gibt auch Herausforderungen und Einschränkungen, auf die ein Forscher bei der Gasifizierung achten muss. Ein zentrales Problem ist, dass sowohl der Aufbau als auch der Betrieb von Gasifizierungssystemen kostspielig sein können. Eine Gasifizieranlage erfordert spezielle Ausrüstung und qualifizierte Personen, die sie richtig bedienen. Dies kann ein Hindernis für viele Unternehmen und Gesellschaften sein, die diese Technologie einführen möchten.
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