الفحم
يُعد الفحم من وسائل إنتاج الطاقة الرئيسيّة في العالم، كما يُعدّ مقياساً لتطوّر الدول وتقدمها، وقد اكتشفه الإنسان منذ قديم الزمان وسخّره لخدمته. يتكوّن الفحم بشكلٍ أساسي من عنصر الكربون مع وجود بعض العناصر القليلة الأخرى. يوجد نوعان أساسيّان من الفحم حسب طريقة التكوّن ونوعيّة المواد الموجودة فيه وهما: الفحم الحجري، والفحم النباتي.
الفحم الحجري
هو عبارة عن صخرٍ رسوبي ذي لونٍ أسود أو بني، ويمتاز باحتوائه على الكربون بنسبة ٩٠٪ من مكوناته، وهو أكثر الأنواع انتشاراً في القشرة الأرضية؛ حيث يتواجد على شكل طبقةٍ بين طبقات الصخور الرسوبية الأخرى مثل الصخور الطينية والصخور الرملية.
طريقة تكوّن الفحم الحجري
يتكوّن الفحم الحجري من تراكم بقايا النباتات في أعماق المستنقعات واندثارها مع الرسوبيات الأخرى مثل الطين والرمل، ومع زيادة الطبقات فوقها يزداد الضغط والحرارة فيتغيّر التركيب الكيميائي للبقايا بفعل البكتيريا اللاهوائية التي تحلّل المركبات العضوية بشكلٍ جزئي؛ حيث يتركّز فيها عنصر الكربون ويتم التخلّص من عنصري الأكسجين والهيدروجين، وتسمّى النتائج في هذه المرحلة "الخثّ".
مع استمرار زيادة الضغط والحرارة وزيادة المسافات التي تدفن فيها فإنّ نشاط البكتيريا يتوقف ويزداد تركيز الكربون فيها، وفي هذه المرحلة يُسمّى الناتج بـ "الفحم الحجري البني"، ومع زيادة مدة التعرّض للضغط والحرارة يتكوّن الفحم الحجري الصلب، وإذا تعرّض هذا الفحم الحجري الصلب للمزيد من الحرارة والضغط يتكوّن فحم الانثراسيت.
يستخدم الفحم الحجري في عدّة أمور:
- توليد أشكال الطاقة المختلفة، وفي بداية اكتشافه تمّ استخدامه في تسيير السفن والقطارات.
- صناعة المنسوجات والبلاستيك والأدوية والأسمدة والعطور.
الفحم النباتي
يُعدّ الفحم النباتي من أنواع الفحم المنتشرة في العالم، وهو عبارة عن مادةٍ سوداء سريعة الاشتعال من غير ملوثاتٍ حيث لا تزيد نسبة الرماد عن ١٪ فقط، وهو خالٍ من الكبريت. يتم إنتاج الفحم النباتي بحرق الأخشاب بمعزلٍ عن الهواء، حيث يتركّز فيه عنصر الكربون ويظهر ذلك من خلال اللون الأسود، وهو أخف من الفحم الحجري لأنه يفقد الكثير من الماء وتتحوّل إلى مساماتٍ بينما الفحم الحجري تتركز فيه المواد المعدنية.
استخدامات الفحم النباتي
- توليد الطاقة باستخدامه مباشرةً وغالباً يستخدم في الأغراض المنزليّة مثل الطهي والشواء، ولكن عند توافر الأخشاب بكثرة يُمكن تحضير كميّاتٍ كبيرةٍ من الفحم واستخدامه في أغراض المشاريع الكبيرة.
- تنقية بعض الفلزات التي تحتاج كربوناً نقياً، وبسبب طول مدة احتراقه تنتج عنه حرارة أكبر وبالتالي فائدة أكبر في التنقية.
