Teknolojik gelişmelerin varlığı, bol miktarda enerji kaynağına bağlıdır. Amerika Birleşik Devletler’ i dünya nüfusunun sadece % 5’ine sahip olsa da, dünyanın toplam enerjisinin yaklaşık % 20′ sini tüketmektedir. Günümüzde, iki büyük enerji kaynağı nükleer fisyon ve fosil yakıtlardır.
Onlarca ya da yüz milyonlarca yılda bitki ve hayvanların parçalanmasının sonucu oluşan kömür, petrol ve doğal gaz (çoğunlukla metan) topluca fosil yakıtlar olarak adlandırılır. Petrol ve doğal gaz, kömürden daha temiz yakıcı ve daha verimli yakıtlardır, bu nedenle bir çok amaç için doğal gaz ve petrol öncelikli olarak tercih edilirler. Bununla birlikte, petrol ve doğal gaz talebi endişe verici bir oranda azalıyor ve kömürü daha çok yönlü bir enerji kaynağı haline getirmeye yönelik araştırmalar devam ediyor.
Kömür, oksijen, hidrojen ve az miktarda azot ve kükürt içeren çok miktarda molar-kütle karbon bileşiklerinden oluşur. Kömür, dünyanın fosil yakıt rezervlerinin yaklaşık % 90′ ını oluşturmaktadır.
Kömür, yüzyıllarca evlerde ve sanayide yakıt olarak kullanılmıştır. Bununla birlikte, yer altı kömür madenciliği pahalıdır ve tehlikelidir ve şerit madenciliği (yani, yeryüzünü ve kaya parçasını çıkardıktan sonra açık bir çukurda madencilik yapmak), çevre için büyük zararlar verir. Kömürün yakılmasıyla bağlantılı olan bir diğer problem, kükürt içeren bileşiklerden kükürt dioksit ( SO2 ) oluşumudur. Bu işlem, “asit yağmuru” nun oluşumuna neden olur.
Kömürün daha verimli ve daha temiz bir yakıt haline getirilmesi için en umut verici yöntemlerden biri, kömürün sentetik gaz olarak adlandırılan gaz formuna dönüştürülmesinin sağlanmasıdır. Bu işleme kömür gazlaştırma adı verilir.
Çok sıcak buharın ve havanın varlığında, kömür aşağıdaki basitleştirilmiş şemaya göre bozunur ve reaksiyona girer:
C (k) + H2O (g) = CO (g) + H2 (g)
C (k) + 2H2 (g) = CH4 (g)
Sentetik gazın ana bileşeni metandır. Buna ek olarak, ilk reaksiyon, hidrojen ve karbon monoksit gazları ve diğer faydalı yan ürünlere neden olur. Uygun koşullar altında, CO ve H2 , metanol oluşturmak üzere birleşmektedir:
CO (g) + 2H2 (g) = CH3 OH ( l )
Metanol, plastik için bir çözücü ve bir başlangıç malzemesi olarak, bir çok kullanım alanı bulmaktadır. Sentetik gazı, depolamak ve taşımak kömürden daha kolaydır. Ayrıca, gazlaştırma işleminde sülfür ( kükürt ) uzaklaştırıldığından, önemli bir hava kirliliği kaynağı değildir.
