مكونات الفحم
يُعدّ الفحم أحد أهم أنواع الوقود الأحفوري وهو مادة صلبة غنية بالكربون ويحتوي ما نسبته 50% من وزن الفحم على مواد كربونية ناتجة عن عملية الضغط الشديد وتصلّب وتحجّر بقايا النباتات، وتتباين أنواع الفحم تبعًا للمواد التي نشأ منها، وهي بالأساس بقايا النباتات، وتوجد عوامل مختلفة تتحكم بنوع الفحم، مثل: الشوائب التي تصاحب عملية تكونه، ونسبة المواد العضوية، وقد تصاحب عملية تكون الفحم عوامل خارجية تغير من بنية المادة الناتجة وخصائصها وتكون مواد أخرى؛ كالجرافيت، والانثراسايت التي تساهم درجة الحرارة المرتفعة والضغط الهائل في تكونها، وعلى الرغم من أنّ تركيز الكربون في قشرة الأرض لا يتجاوز 1% نسبة الى الوزن إلّا أنّه عنصر أساسي ومصدر طاقة رئيس يعتمد عليه الجنس البشري في حياته، وسيتحدث هذا المقال عن استخدامات الفحم وأنواعه.[١]
تاريخ الفحم
تشير أسطوانات الفحم الموجودة بين الآثار الرومانية في انجلترا الى أنّ الرومان كانوا على معرفة باستخدام الفحم قبل 400 عام ميلادي، وبدأت العديد من العلامات التي تدل على تعدين الفحم في انجلترا واسكتلندا والقارة الأوروبية في الظهور في كتابات القرن الثالث عشر ميلادي، ورغم ذلك كان استخدام الفحم محدودًا بشكل كبير حتى أوائل القرن الثامن عشر ميلادي عندما طور أبراهام داربي طريقة مبتكرة لإستخدام الفحم في أفران الصهر وصنع نوع جديد من الفحم يسمى فحم الكوك، وساهمت التطورات الهندسية المتتالية والمتسارعة في الإعتماد على الفحم، وجعله أحد متطلبات الحياة الأساسية مثل اختراع جيمس وات المحرك البخاري الذي يعمل على حرق الفحم.[١]
استخدامات الفحم وأنواعه
يوجد نوعان رئيسان للفحم أحدهما الفحم الحراري المستخدم في توليد الطاقة، والنوع الآخر فحم الكوك وهو المستخدم في صناعة المواد الصلبة، وهناك العديد من المجالات التي تعتمد على الفحم بشكل أساسي، كوقود ومكون رئيس في صناعتهم، ويُعدّ مصنعو الورق ومصافي الألومينا من أهم مستهلكي الفحم، ويستخدم قطران الفحم المكرر في صناعة المواد الكيميائية، مثل: زيت الكريوزوت، والنفثالين، والفينول، وتُعدّ هذه المواد منتجات ثانوية للفحم، ويستخدم غاز الأمونيا المستخرج في أفران فحم الكوك لتصنيع أملاح الأمونيا والأسمدة الزراعية، وتختلف استخدامات الفحم وأنواعه باختلاف المنتج المطلوب ومن هذه المنتجات:[٢]
- الكربون المنشط: ويستخدم كمرشح لتنقية المياه والهواء وآلات غسيل الكلى.
- ألياف الكربون: وهي مادة قوية للغاية ولكنها خفيفة الوزن وتستخدم في البناء ومضارب التنس.
- معدن السيليكون: ويستخدم لإنتاج السيليكات التي تدخل في صناعة مواد التشحيم وشامبو الشعر ومستحضرات التجميل.
فوائد وأضرار الفحم الحجري
يُعدّ الوقود الأحفوري مصدر طاقة غير متقطع بعكس أشكال الطاقة الأخرى التي تعتمد على عامل مساعد مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، واستخدامات الفحم وأنواعه متنوعة ومتعددة وهي ميزة غير موجودة في مصادر الطاقة البديلة، ويُقدّر الاحتياطي العالمي للفحم بحوالي 1 تريليون طن، مما يعني أنّ هناك حوالي 200 عام من الطاقة الأحفورية الجاهزة للاستخدام، ولكن الفحم الحجري مصدر طاقة غير متجدد وسبب رئيس في تفاقم ظاهرة الاحتباس الحراري عن طريق ثاني أكسيد الكربون الذي يُعدّ أحد مخلفات الفحم عند استهلاكه، وينتج رماد الفحم إشعاعات مُضرة تنتشر حول المناطق المحيطة بالمصانع التي تستخدمه، ويؤدي احتراق الفحم الى تشكل أكسيد النيتروز مما يزيد من المخاطر البيئية.[٣]
المراجع
- ^ أ ب "Coal", www.britannica.com, Retrieved 20-1-2020. Edited.
- ↑ "Uses of coal", www.worldcoal.org, Retrieved 20-1-2020. Edited.
- ↑ "Advantages and Disadvantages of Coal 14", www.vittana.org, Retrieved 20-1-2020. Edited.
