O echipă de cercetători chinezi promovează o nouă metodă de generare a energiei electrice din cărbune fără a-l arde, contestând asocierea de lungă durată a acestui combustibil cu poluarea și emisiile de carbon. Condusă de Xie Heping, academician al Academiei de Inginerie a Chinei și profesor la Universitatea din Shenzhen, echipa a dezvoltat o celulă de combustibil directă pe bază de cărbune cu emisii zero de carbon, sau ZC-DCFC, transmite publicația Interesting Engineering.
Aceasta transformă energia chimică a cărbunelui direct în energie electrică printr-un proces electrochimic.
Sistemul înlocuiește arderea cu un model de celulă de combustibil care elimină necesitatea producerii de abur și a turbinelor. Cărbunele se pulverizează, se usucă, se purifică și se tratează chimic, apoi se introduce în anodul celulei, în timp ce oxigenul intră la catod. În interior, particulele de cărbune se oxidează printr-o membrană de oxid, producând direct energie electrică.
Dioxidul de carbon generat în timpul reacției se captează la sursă și se convertește în materii prime chimice, cum ar fi gazul de sinteză, sau se stabilizează în compuși precum bicarbonatul de sodiu, creând un sistem în circuit închis, descris ca fiind curat și silențios.
În schimb, centralele tradiționale pe cărbune se bazează pe combustie pentru a produce căldură, care generează abur pentru a acționa turbinele într-un proces în mai multe etape. Această metodă este limitată de constrângeri termodinamice, în special de ciclul Carnot, care limitează eficiența la aproximativ 40%. Xie a afirmat că noua abordare evită aceste pierderi, permițând potențial o eficiență mult mai mare prin ocolirea completă a conversiei energetice bazate pe căldură.
Din 2018, echipa a lucrat pentru a depăși barierele tehnice care au împiedicat mult timp pilele de combustibil directe pe bază de carbon, inclusiv densitatea redusă a puterii și durata de viață operațională scurtă.
Cel mai recent proiect îmbunătățește durabilitatea, scalabilitatea și eficiența conversiei carbonului, susținând în același timp alimentarea continuă cu cărbune.
„Pila de combustibil directă pe bază de cărbune cu emisii zero de carbon evită pierderile de energie asociate cu arderea”, a spus Xie, subliniind potențialul acesteia pentru o generare mai eficientă a energiei.
Cercetătorii propun, de asemenea, implementarea tehnologiei în zăcămintele de cărbune subterane adânci, la aproximativ 2 km sub suprafață, unde energia electrică s-ar genera la fața locului și s-ar transmite în sus.
Acest lucru ar putea reduce necesitatea exploatării miniere și a transportului, extinzând în același timp utilizarea rezervelor mai greu accesibile.
Te-ar putea interesa și: În 10 ani am putea călători cu avioane propulsate de motoare cu pale expuse, care consumă cu până la 20% mai puțin combustibil
About the Author
