Gas di sintesi
# Gas di sintesi

Il gas di sintesi, detto anche syngas (neologismo sincretico dall'inglese synthetic gas) indica una miscela di gas, essenzialmente monossido di carbonio (CO) e idrogeno $(H_2),$ con la presenza in quantità variabile anche di metano $(CH_4)$ e anidride carbonica $(CO_2).$

A seconda dell'origine e degli utilizzi a cui sono destinati, le miscele $CO/H_2$ vengono denotate con diversi termini, quali: gas d'acqua, gas d'aria, gas di città, crack gas, gas di sintesi del metanolo e oxo gas.

Con lo stesso termine si indica anche la miscela di azoto $(N_2)$ e idrogeno utilizzata per la sintesi dell'ammoniaca.

## Produzione

Il syngas può essere prodotto in vari modi:

* processo autotermico, fino agli anni cinquanta veniva utilizzato il coke (gas d'acqua), adesso si utilizza soprattutto il metano;
* reforming del metano;

### Processo autotermico

Il processo autotermico sfrutta idrocarburi gassosi o liquidi leggeri e si basa sulla reazione:

    $CH_4$ + ½ $O_2$ → CO + 2 $H_2$

In realtà le reazioni che avvengono sono:

    $CH_4$ + 2 $O_2$ → $CO_2$ + $H_2O$
    $CH_4$ + $H_2O$ → CO + 3 $H_2$
    $CH_4$ + $CO_2$ → 2 CO + 2 $H_2$
    C + $H_2O$ → CO + $H_2$

La reazione viene condotta a 500 °C ed è necessaria una buona miscelazione dei reagenti per limitare la formazione di nero fumo. Terminata la reazione si raffreddano i gas velocemente per evitare cambiamenti nell'equilibrio, con acqua.

### Processo di reforming

La reazione si divide in due fasi:

**Reforming primario**


    $CH_4$ + $H_2O$ → CO + 3 $H_2$

**Reforming secondario**

La miscela di gas ottenuta contiene $CH_4$ residuo, CO, $H_2O$ e $H_2.$ Viene fatta una postcombustione con aria alla fine della quale si ottiene una maggior concentrazione di CO e $H_2$ e una minor concentrazione di $CH_4$ residuo.

## Utilizzi

* combustibile, per generare energia elettrica attraverso l'uso di una comune turbina a gas, motore a ciclo diesel, o in modo diretto tramite le pile a combustibile (fuel-cells) di tipo DMFC;
* reagente, ad esempio nel processo Fischer-Tropsch;
* fonte di idrogeno, ad esempio per la sintesi di ammoniaca o per la produzione di energia elettrica mediante celle a combustibile a carbonati fusi.
