Исследовательская группа из Шэньчжэньского университета разработала то, что они называют топливным элементом прямого действия на основе угля с нулевым выбросом углерода. Его разработка ведется с 2018 года и еще далека до финала, хотя стабильные версии «угольной батарейки» уже изготовлены. Ее главное достоинство в том, что уголь в процессе выработки энергии больше не надо сжигать, как это десятками лет происходило на угольных электростанциях.
Выработка энергии происходит в ходе электрохимической реакции угля с кислородом в процессе окисления. Для этого уголь тщательно подготавливают: измельчают, очищают, сушат и формируют специальную пористую поверхность. Она работает как мембрана, что и позволяет запустить реакцию, в ходе которой образуется электрический ток. Внутри топливного элемента присутствуют только измельченный уголь и кислород.
На выходе образуется диоксид углерода, который тут же перерабатывается в синтез-газ, либо химически стабилизируется в полезные соединения — например, бикарбонат натрия. В такой системе нет топки, горения и дыма, а также нет турбины и генераторов, что позволяет сделать ее очень компактной и дешевой в сравнении с угольной электростанцией. А еще у нее нет ограничений в КПД из-за цикла Карно.
Как поясняют китайские ученые, они очень долго совершенствовали свои познания в материаловедении и экспериментировали с разными конструкциями угольного элемента. Зато теперь настолько поднаторели в этих вопросах, что готовы применить технологию для выработки энергии прямо в толще земли. Вместо того, чтобы извлекать уголь на поверхность, можно создать генератор непосредственно в месте залегания этого вещества, что обеспечит колоссальную экономию средств и ресурсов.
