Светът все още не е усвоил напълно водородните горивни клетки, а китайските учени са отишли по-далеч и са създали въглищни горивни клетки. В тях се зарежда въглищен прах, а на изхода се получава електрически ток. Всичко това – без традиционното изгаряне, дим и сажди. Но най-впечатляващото е, че тази технология позволява превръщането на въглищата в електроенергия директно в подземните пластове, без извличане на повърхността. В електроенергия могат да се превърнат дори най-нерентабилните находища.

Става дума за елемента ZC-DCFC – горивна клетка за директно окисляване на въглища с нулеви въглеродни емисии. Технологията е разработена от екип под ръководството на академик Се Хепин от Университета в Шенжен. Още веднъж ще подчертаем: инсталацията позволява да се получава електроенергия директно от въглища без процес на изгаряне, което я отличава коренно от традиционните въглищни електроцентрали. Разработката датира от 2018 година и е част от националния мегапроект за разработване на дълбоките недра на планетата.

Принципът на работа на новата горивна клетка се основава на електрохимично окисляване. Въглищата предварително се смилат, изсушават, пречистват и подлагат на повърхностна обработка, след което се подават в анодната камера. Към катода се подава кислород. Вътре в анодната камера финият въглищен прах се подлага на електрохимично окисляване – там, през оксидна мембрана постъпват кислородни йони, което води до непосредствено производство на електроенергия, без какъвто и да е междинен парови цикъл с използване на механични турбини, както обикновено е устроено във въглищните електроцентрали.

Образуващият се в процеса на химичните реакции висококонцентриран въглероден диоксид веднага се улавя и в присъствието на катализатори се преработва в полезни химични продукти, като синтетично гориво или натриев карбонат. По този начин технологията напълно изключва емисиите на въглероден диоксид в атмосферата.

Основното предимство на ZC-DCFC е преодоляването на ограничението на цикъла на Карно, поради което КПД на обичайните въглищни електроцентрали не надвишава 40 %. Новата клетка осигурява значително по-висок теоретичен КПД, работи безшумно и не изисква парни турбини. Освен това технологията може да се прилага директно към дълбоки залежи на въглищни пластове (до 2 километра), което ще позволи да се генерира електроенергия на място, без скъпоструващите добив и транспортиране на въглища до повърхността.

Въпреки необичайните перспективи, технологията все още е в етап на лабораторни изпитания. Според оценките на експертите, нейното търговско приложение и конкурентоспособност едва ли ще станат възможни преди 2045 г. В момента въглищата продължават да осигуряват около 60 % от производството на електроенергия в Китай чрез обичайното изгаряне. Въпреки това разработката се разглежда като важна стъпка по пътя към въглеродна неутралност на страната до 2060 г. и като начин за рационално използване на дълбоките въглищни залежи.