Klasické využití uhlí je špinavé. Kredit: Pixabay, CC0.

Klasické využití uhlí je špinavé, velice znečisťující zpracováním a emisemi, a co je asi nejsmutnější, spalování uhlí je na tom dost bídně s efektivitou. Čínští vědci postavili pozoruhodný uhelný palivový článek, v němž se vlk hladu po energii nažere a koza atmosféry bez emisí uhlíku zůstane celá. Z procesu těžby energie z uhlí totiž zcela odpadá spalování.

Heping Xie ze Shenzhen University a jeho kolegové vyvinuli uhelný palivový článek s nulovými emisemi uhlíku (ZC-DCFC, zero-carbon-emission direct coal fuel cell). Udělali z tradičního fosilního paliva elektrochemický zdroj energie, což otevírá cestu k čistšímu využití fosilních paliv Zůstávají stále fosilními a jednou tak jako tak mohou dojít, ale odpadá pumpování oxidu uhličitého do atmosféry.

Heping Xie. Kredit: H. Xie.

V systému uhelného palivového článku se uhlí nespaluje. Nejprve se rozemele na jemný prášek, poté se suší, čistí a povrchově upravuje. Takto zpracované uhlí vchází do anodové komory palivového článku, zatímco na katodovou stranu proudí kyslík. Uvnitř článku dochází k přímé oxidaci částic uhlí, což spouští elektrochemickou reakci, která okamžitě generuje elektřinu. Odpadá nejen spalování, ale taky produkce páry a mechanické turbíny.

Shenzen University. Kredi: Sparktour, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Vznikající oxid uhličitý se zachytává přímo na anodě. Může být přeměněn na něco užitečného anebo chemicky stabilizován, třeba do podoby hydrogenuhličitanu sodného. Uhelný palivový článek důmyslně obchází Carnotův cyklus a vyhýbá energetickým ztrátám souvisejícím se spalováním a tepelnými motory. Tím může dosahovat výrazně vyšší (teoretické) účinnosti.

Xie a jeho výzkumná skupina na tom dělají od roku 2018. Zdokonalují použité materiály, zpracování uhlí i jeho nepřetržité dávkování pro palivový článek. Nejnovější verze palivového článku nabízí slušnou stabilitu účinnost přeměny uhlíku i celkově robustní systém.

Podle Xieho by tato technologie mohla být využita i v hlubinných uhelných dolech. Namísto klasické těžby a dopravy uhlí na povrch, což je složité a nákladné, by palivové články mohly vyrábět z uhlí elektřinu přímo na místě a posílat ji na povrch.

Video: Fuel Cells Explained in Simple Words for Beginners

Literatura

Interesting Engineering 26. 4. 2026.