4月16日,中国工程院院士、深圳年夜学深地科学与绿色能源研究院院长谢及平团队于《能源评论》发表最新研究结果。
研究团队构建了近零碳排放直接煤燃料电池(ZC-DCFC)这一煤炭发电全新道理技能和实行计谋与焦点技能架构,体系论述了ZC-DCFC于燃料处置惩罚、要害质料开发、单电池与电堆设计、原位零碳转化等焦点环节的技能挑战与攻关路径,并缭绕ZC-DCFC电堆范围化、持久不变性、碳转化效率、体系集成和运用场景举行了深切阐发与瞻望。
该事情为解决传统燃煤发电高排放、低效率瓶颈提供了新思绪,助力破解全世界煤炭发电碳排放难题。
当前,碳中及已经成为国际共鸣。然而,受区域成长过程、资源禀赋差异,以和新能源间歇颠簸性因素制约,煤炭等化石能源仍是全世界能源供给的基础,以总体煤气化结合轮回、为代表的燃煤发电技能仍盘踞主导职位地方。此类技能能源转化效率约45%,不思量碳捕集下,平均碳排放强度超800克CO2/千瓦时,煤炭深度脱碳难以冲破。是以,亟需厘革传统燃煤发电方式,摸索清洁、高效、零碳排放的煤炭发电新技能。
自2018年起,谢及平团队率先提出了近零碳排放直接煤燃料电池发电技能(ZC-DCFC)观点,即煤炭欠亨过燃烧,经由过程氧化膜实现电化学氧化,直接转换成电能,同时于体系内CO2直接催化、转化、矿化、电化等,实现近零碳排放发电使用并孕育发生高价值产品。
近零碳排放直接煤燃料电池(ZC-DCFC)CO2转化路径示例。深圳年夜学供图
经由过程连续攻关,研究团队接踵于ZC-DCFC要害高机能质料开发、电池力学掉效机制与防治、煤燃料活化处置惩罚、电极微布局优化、CO2近零碳催化/转化/矿化等方面取患了一系列主要进展,相干结果已经于Nature、Nature Energy等期刊发表。于浅部煤炭资源正慢慢枯竭的配景下,ZC-DCFC可为深部固体煤炭资源原位流态化开采理念中的“深部煤炭原位电化”要害技能提供支撑。
将来,煤炭的低碳零碳清洁使用是均衡全世界碳中及方针与列国能源安全自立的要害。本事情所提出的ZC-DCFC道理技能,有助在冲破传统煤炭发电使用的固有局限,破解煤炭燃烧发电的碳排放难题,使煤从素质上成为清洁能源,为煤炭零碳高效使用提供全新理论与技能支撑。
相干论文信息:https://doi.org/10.1016/j.enrev.2026.100178
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