Energigiganten AGL presenterade i veckan planer på att producera vätgas vid sin kolstation i Loy Yang A. Men hur omvandlar vi kol, som ofta anses vara helt enkelt gjord av kol, till väte - ett helt annat element?

Faktiskt, kol är inte bara gjord av kol. Den innehåller också andra element, varav en är väte. Men för att få mycket väte, kolet måste "förgasas" snarare än brännas, skapa föreningar som sedan kan reageras med vatten för att göra väte. Det är här majoriteten av väte kommer ifrån i det här fallet - inte från själva kolet.

Vad består kol av?

I enkla termer, kol är en blandning av två komponenter:kolbaserat material (de sönderfallna resterna av förhistorisk vegetation) och mineralmaterial (som kommer från marken från vilket kolet grävs). Det kolbaserade materialet består av fem huvudelement:kol, väte, syre, kväve och svavel.

Du kan tänka dig kolets bildningsprocess som en progression från biomassa (nydött växtmaterial) till kol (nästan rent kol). Över tid, syret och lite väte avlägsnas gradvis, lämnar mer och mer kol bakom.

Brunkol innehåller alltså något mer väte än svart kol, även om den största skillnaden mellan de två är i deras kol- och syrehalt.

Vad är förgasning?

Vi kan förstå förgasning genom att först förstå förbränning. Förbränning, eller brinner, är den fullständiga oxidationen av ett bränsle som kol, en process som producerar värme och koldioxid. Koldioxid i sig kan inte oxideras ytterligare, och således är den icke brännbara slutprodukten av förbränningsprocessen.

Vid förgasning, dock, kolet oxideras inte helt. Istället, kolet omsätts med en förening som kallas ett förgasningsmedel. Förgasning är endotermisk, vilket betyder att den inte producerar värme. Tvärtom, faktiskt - det behöver värmeinmatning för att gå vidare. Eftersom den resulterande gasen inte oxideras helt, det betyder att den själv kan brännas som bränsle.

Så hur gör vi väte?

Nu känner vi till nyckelbegreppen, låt oss börja om från början. För att producera väte från kol, processen börjar med partiell oxidation, vilket betyder att lite luft tillsätts kolet, som genererar koldioxidgas genom traditionell förbränning. Inte tillräckligt läggs till, fastän, att helt bränna kolet - bara tillräckligt för att göra lite värme för förgasningsreaktionen. Den partiella oxidationen gör också sitt eget förgasningsmedel, koldioxid.

Koldioxid reagerar med resten av kolet i kolet för att bilda kolmonoxid (detta är den endoterma förgasningsreaktionen, som behöver värmeeffekt). Inget väte ännu.

Kolmonoxid i gasströmmen reagerar nu vidare med ånga, generera väte och koldioxid. Nu vi gör lite väte. Vätet kan sedan köras genom en bränslecell på plats för att generera högeffektiv el, även om planen på Loy Yang A är att trycksätta vätet och skicka det till Japan för deras olympiska utställning.

Bruna kol är vanligtvis föredragna för förgasning framför svarta kol av flera skäl, vilket gör det bruna kolet i Victorias Latrobe Valley till en bra möjlighet för denna process.

Huvudskälet är att, på grund av den höga syrehalten i denna koltyp, den är mindre kemiskt stabil och därför lättare att bryta isär under förgasningsreaktionen. Dessutom finns det en liten ökning från vätet som redan finns i kolet.

Väte som produceras på detta sätt är inte ett nollutsläppsbränsle. Koldioxid avges genom förbrännings- och termiska sönderdelningsreaktioner, och är också en produkt av reaktionen mellan kolmonoxid och vatten för att göra väte och koldioxid.

Så varför bry sig om att göra väte?

När väte används som bränsle, det släpper bara ut vatten som en biprodukt. Detta gör det till ett rent utsläppsfritt bränsle, åtminstone vid användning.

Producerar väte från kol i en stor, central anläggning innebär att föroreningskontroll kan införas. Partiklar, och eventuellt koldioxid, kan avlägsnas från gasströmmen mycket effektivt.

Detta är inte möjligt i liten skala, som att hänga på baksidan av din bil. Vägtransporter avger för närvarande farliga halter av föroreningar i våra städer varje dag.

Förgasningsprocesser som använder vätebränsleceller på plats kan avsevärt öka deras effektivitet jämfört med traditionell kolkraft. Dock, beroende på slutanvändningen av vätet, och efterföljande transportprocesser, du kanske har det bättre när det gäller energiproduktion, eller effektivitet (och därför koldioxidutsläpp), det är bara att bränna kolet för att göra el.

Men genom att använda förgasning av kol för att göra väte, vi kan börja bygga välbehövlig infrastruktur och utveckla konsumentmarknader (det vill säga bränslecellfordon) för ett riktigt rent framtida bränsle.

Jag förutspår att väteeffekten kommer att vara nollutsläpp en dag. Det kan tillverkas på olika sätt genom renvattenklyvning (inklusive elektrolys, eller genom termokemisk och fotoelektrokemisk teknik, för att nämna några). Det är inte där än vad gäller pris eller praktiska egenskaper, men det är säkert på väg. Att öka utvecklingen av väteekonomin genom produktion av kol under tiden är, i min bok, ingen hemsk idé överlag.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.