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.
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.
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.
##seznam_reklama##
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