我盲猜下，閱讀這篇文章的讀者都背過《賣炭翁》！這是唐代詩人白居易創作的一首詩，講述了一個燒木炭賣錢的老人在謀生過程中的艱辛和遭遇。這首詩的開頭第一句就是：賣炭翁，伐薪燒炭南山中。有趣的問題來了，木頭本身就可以當柴火燒，為什麼古代「賣碳翁」要把樹木砍伐了，然後再燒成木炭售賣呢？直接把木頭劈成柴賣不是應該更好嗎？

這個問題可以有很簡單的回答，就是作為燃料，木炭比木柴要優秀很多，古代城市裡的居民本身就要買燃料生火做飯，所以有錢人更願意選擇效果更好的木炭。

但是，如果我們想要了解，為什麼木炭比木材更優秀，那麼這個問題就沒那麼簡單了，必須要了解木頭本身所包含的化學物質才行！

一根木頭都包含了什麼物質？

首先，一根木頭永遠不可能完全乾燥，它會包含一些水分，這些水分或在細胞之內，或在細胞之間。

一根剛砍伐的濕木或青木，其含水量甚至能高達40%到50%，自然曬乾的木頭含水量能夠下降到6%，但是一旦環境濕度提升，它就會吸收水分。

其次，就是有機質。組成木頭的植物細胞其有機質基本上都集中在細胞壁，而且它們的細胞壁非常獨特，是它們能夠發展成參天大樹的關鍵。

植物細胞壁主要由纖維素，半纖維素，木質素，以及其它一些醣類共同組成的粗纖維構成。

△ 植物細胞壁的成分

其中，纖維素佔了絕大部分－它能占到木材乾重的40%-50%，另外半纖維素和木質素兩者總和也差不多能佔到的40%-50%。

可以說，任何一根乾木頭基本上就是由纖維素，半纖維素，木質素組成，其它化學物質含量都較少。

我看到有部落客形容植物「三素」的關係，它們就像鋼筋混凝土一樣塑造植物，並且強力支撐起植物。

纖維素具有高強度和穩定性，它就像鋼筋混凝土中的沙子、碎石等骨料一樣；半纖維素能夠保持水分和支持纖維素結構，它充當了水泥成分；木質素具有高硬度和抗壓性，所以它充當了鋼筋。

除了細胞壁所包含的有機質之外，還有細胞內部的細胞質和細胞核所包含的物質，主要包含植物性蛋白質、果糖、果膠、核酸等等有機質，以及鉀鹽等礦物質，不過含量都不算高。

直接燃燒木頭會發生什麼事？

古人燃燒木材只是為了獲取熱量，但實際上木材包含的許多物質不會直接產生熱量，甚至是吸收熱量，阻礙燃燒。

首先就是水分，水分不會熱解釋放能量，相反它會吸收熱量，所以燃燒最先就是要克服水分，讓其蒸發掉才行。

其次是纖維素和半纖維素，兩者是醣類分子聚合產生的，是所謂的碳水化合物，這意味著它們不僅含有能熱解釋放熱量的聚合碳，還包含了吸收熱量的聚合水。

簡單地說，木材含量最多的部分——纖維素和半纖維素，它們直接燃燒的話，熱量釋放會被大打折扣。

接下去是木質素，直接燃燒它，不僅無法獲得太多熱量，甚至還會帶來一些讓人難以忍受的「副產品」。

木質素是芳香聚合物，受熱之後會產生各種芳香酯類、萜烯和醚類物質，這些物質有些是可以參與燃燒並釋放熱量的，但它們通常加熱過程中會變成氣態揮發。

木材燃燒過程中出現的煙霧，以及各種獨特的氣味，基本上都是來自木質素燃燒時釋放的各種物質。

這些物質有一些會隨著煙囪排出去，有些則會黏在鐵鍋的底部，形成黑黑厚厚的鍋灰。

鍋灰的形成會阻擋熱量傳遞，所以以前燒柴做飯的人每隔一陣子就要鏟一次鍋灰，但是鏟鍋灰可是技術活，以前的人必須小心翼翼，因為一口鐵鍋對一家人太重要了。

剩下的是細胞質和細胞核包含的物質，這裡很多其實都是不可燃的，像是礦物質，燃燒結束後剩下的白色灰燼，主要就是各種礦物質。

加工成木炭的優點有哪些？

您可能已經發現了，木材中那些阻礙燃燒的物質，包括聚合水、脂類等等各種非碳部分，其實都可以透過加熱讓其預先裂解出來並揮發掉。

如果加熱過程中沒有氧氣參與的話，那麼等所有的其它物質都揮發掉後，就會留下主要由純碳組成木炭——這才是一根木材真正可用作燃料的部分。

點燃木炭時，由於沒有任何阻礙其燃燒和吸收其熱量的物質，所以木材變成木炭後，會讓其變得更具燃燒效率。

就熱值而言，木炭為33.5X10^6J/KG，而木柴只有12.6×10^6J/kg，燃燒木炭的溫度可以遠高於木材，古代煉鐵的時候只能用木炭作為燃料。

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最重要的是，燃燒木炭只會得到二氧化碳一種揮發性的氣體，它沒有氣味，也不會黏在鍋子上。

古代的城市居民，他們沒辦法自行取得足夠的柴火，只能透過購買，由於木炭的各種優勢，大家會更願意選擇它。

但由於加工的成本，以及加工後的嚴重“縮水”，木炭的價格會比較高，通常只有相對富有的家庭才會選擇。

最後

要把木材加工成木炭，其實很簡單，只要將其放入相對密封厚器具中加熱就可以了，這樣氧氣會在較短的時間被消耗，之後碳就不會再被消耗了。