به گزارش ساوت چاینا مورنینگ پست، این فناوری که توسط تیمی به رهبری عضو آکادمی علوم چین در دانشگاه شنژن توسعه یافته، برای نخستین بار یک «سلول سوختی زغالسنگی با انتشار صفر کربن (ZC-DCFC) را معرفی کرده است.
در این سیستم، زغالسنگ ابتدا خرد، خشک، تصفیه و آمادهسازی سطحی میشود و سپس وارد بخش آند سلول میگردد. اکسیژن نیز به کاتد تزریق میشود و درون سلول، پودر ریز زغالسنگ طی یک فرآیند الکتروشیمیایی و از طریق یک غشای اکسیدی اکسید شده و مستقیماً برق تولید میکند؛ بدون نیاز به احتراق، بخار یا توربین.
در خروجی آند، دیاکسیدکربن تولیدشده بهصورت درجا جمعآوری شده و یا به مواد شیمیایی ارزشمند مانند گاز سنتز تبدیل میشود یا به ترکیباتی مانند بیکربنات سدیم معدنیسازی میشود. کل این فرآیند بیصدا و پاک توصیف شده است.
در روش سنتی نیروگاههای زغالسنگی، زغالسنگ سوزانده میشود تا گرما تولید کند، سپس آب را به بخار تبدیل کرده و توربین را به حرکت درمیآورد؛ فرآیندی که به محدودیت بازدهی چرخه کارنو وابسته است.
این فرآیند به چرخه کارنو محدود است و بازده انرژی را به حدود ۴۰ درصد محدود میکند. در سلول سوختی زغالسنگی، با حذف تلفات ناشی از احتراق و موتورهای حرارتی، میتوان به بازده تئوریک بسیار بالاتری دست یافت.
از سال ۲۰۱۸، این تیم بهتدریج این فناوری را توسعه داده و مشکلاتی مانند مواد، دوام سلول، پردازش سوخت و تغذیه مداوم زغالسنگ را حل کرده است. نسلهای قبلی این نوع سلولها با مشکلاتی مانند توان پایین و عمر کوتاه مواجه بودند، اما نسخه جدید بهبودهایی در مقیاسپذیری، پایداری و بازده تبدیل کربن ارائه میدهد.
این فناوری میتواند به استخراج زغالسنگ در عمق ۲ کیلومتری زمین نیز تعمیم یابد. در این حالت، زغالسنگ در همان محل به برق تبدیل شده و تنها برق به سطح زمین منتقل میشود؛ روشی که میتواند فشار بر منابع سطحی را کاهش دهد.
این پروژه در چارچوب برنامه ملی «اکتشاف اعماق زمین و منابع معدنی» چین که در سال ۲۰۲۵ آغاز شده، دنبال میشود.
با وجود این پیشرفت، کارشناسان تأکید میکنند که جایگزینی این فناوری با نیروگاههای فعلی زغالسنگ در کوتاهمدت واقعبینانه نیست. تا پایان ۲۰۲۵ حدود ۴۵ درصد ظرفیت نصبشده برق چین از زغالسنگ تأمین میشود و نزدیک به ۶۰ درصد برق کشور همچنان از این منبع تولید میشود.
بسیاری از نیروگاههای زغالسنگ چین نیز عمر نسبتاً کمی دارند و تنها حدود ۱۵ سال از فعالیت آنها میگذرد.
تجاریسازی گسترده این فناوری زمانبر خواهد بود و احتمالاً تا پس از سال ۲۰۴۵ از نظر هزینه رقابتی نخواهد شد.
منبع: scmp
