氣化反應是將基于生物質或化石燃料的含碳材料轉化為氣體的過程，其中xxx的部分包括：氮氣 (N2)、一氧化碳 (CO)、氫氣 (H2) 和二氧化碳 (CO _{2). 這是通過控制反應中存在的氧氣和/或蒸汽的量，在不燃燒的情況下使原料在高溫下（通常＞700°C）發生反應來實現的。 由此產生的氣體混合物稱為合成氣（來自合成氣）或發生爐煤氣，由于主要構成氣體的 H2 和 CO 具有易燃性，因此它本身就是一種燃料。 產生的氣體的后續燃燒可產生能量，如果氣化化合物是從生物質原料中獲得的，則被認為是可再生能源。}

氣化的一個優點是合成氣可以比原始原料的直接燃燒更有效，因為它可以在更高的溫度下燃燒，從而卡諾規則定義的效率的熱力學上限更高。 合成氣也可用作燃料電池中的氫源，但大多數氣化系統產生的合成氣需要進行額外的加工和重整，以去除污染物和其他氣體，如 CO 和 CO_{2，以適用于低溫燃料 電池使用，但高溫固體氧化物燃料電池能夠直接接受 H 2 、CO 、CO 2 {\displaystyle {\ce {H2,CO,CO2}}} 蒸汽和甲烷的混合物。</sub >}

合成氣最常直接在燃氣發動機中燃燒，用于生產甲醇和氫氣，或通過費-托工藝轉化為合成燃料。 對于某些材料，氣化可以替代填埋和焚燒，從而減少甲烷和顆粒物等大氣污染物的排放。 一些氣化過程旨在精煉出腐蝕性灰分元素，例如氯化物和鉀，從而允許從其他有問題的原料中生產清潔氣體。 化石燃料的氣化反應目前廣泛用于工業規模發電。 與燃燒相比，氣化反應產生的一些污染物如 SOx 和 NO_{x 的數量更少。}

自 19 世紀初以來，能源已經通過氣化以工業規模生產。 最初，煤炭和泥炭被氣化以生產用于照明和烹飪的城市燃氣，1807 年 1 月 28 日在倫敦的 PallMall 安裝了xxx個公共街道照明，并很快向大多數工業化城市提供商業燃氣照明，直到 19 世紀末 當它被電燈取代時。 氣化反應和合成氣繼續用于鼓風爐，更重要的是用于自 1920 年代以來一直在使用的合成化學品的生產。 數以千計的地點留下了有毒殘留物。 一些地點已經得到修復，而另一些地點仍然受到污染。

在兩次世界大戰期間，特別是二戰期間，由于石油短缺，對氣化生產的燃料的需求重新出現。 在歐洲，被稱為 Gasogene 或 Gazogène 的木材燃氣發電機用于為機動車輛提供動力。 到 1945 年，出現了以氣化為動力的卡車、公共汽車和農業機械。 據估計，全世界有近 9,000,000 輛汽車使用生產天然氣。

在氣化器中，含碳材料經歷幾個不同的過程：

• 脫水或干燥過程發生在 100 °C 左右。 通常，所產生的蒸汽會混入氣流中，并可能參與后續的化學反應，特別是如果溫度足夠高，就會發生水煤氣反應（參見步驟 #5）。
• 熱解（或脫揮發分）過程發生在 200–300 °C 左右。 釋放揮發物并產生焦炭，導致煤的重量損失高達 70%。 該過程取決于含碳材料的性質，并決定了炭的結構和組成，然后會發生氣化反應。

• 隨著揮發性產物和一些炭與氧氣發生反應，主要形成二氧化碳和少量一氧化碳，從而為后續氣化反應提供熱量，燃燒過程就會發生。 設C代表含碳有機化合物，這里的基本反應是C + O 2 → C O 2 {\displaystyle {\rm {C}}+{\rm {O}}_{2}\rightarrow {\rm {CO}}_{2}}
• 氣化過程發生在炭與蒸汽和二氧化碳反應生成一氧化碳和氫氣時，通過反應 C + H 2 O → H 2 + C O {\displaystyle {\rm {C}}+{ \rm {H}}_{2}{\rm {O}}\rightarrow {\rm {H}}_{2}+{\rm {CO}}} 和 C + C O 2 → 2 C O {\displaystyle {\rm {C}}+{\rm {CO}}_{2}\rightarrow 2{\rm {CO}}}
• 此外，可逆氣相水煤氣變換反應很快達到平衡