Китайские ученые создали «угольную батарею», которая вырабатывает электричество без сжигания топлива и выбросов CO₂

Китайские исследователи совершили прорыв в энергетике, разработав технологию ZC-DCFC (Zero-Carbon Direct Coal Fuel Cell), которая способна в корне изменить мировое представление об использовании угля. Команда под руководством Се Хэпина (Xie Heping), академика Китайской инженерной академии и профессора Шэньчжэньского университета, представила топливный элемент, преобразующий химическую

энергию угля напрямую в электричество, минуя стадию горения. Эта разработка позиционируется не просто как эволюция традиционной генерации, а как революционная смена технологического уклада, превращающая уголь из «грязного» топлива в источник экологически чистой энергии. Как это работает: химия вместо огня Принцип

действия ZC-DCFC кардинально отличается от классических теплоэлектростанций (ТЭС). Вместо привычной цепочки «сжигание угля → нагрев воды → пар под давлением → вращение турбины → генерация электричества», в новой системе используется контролируемая электрохимическая реакция окисления. Технологический процесс выглядит следующим образом: уголь

предварительно измельчается в мелкодисперсный порошок, тщательно очищается, сушится и проходит специальную активацию поверхности для повышения реакционной способности. Подготовленное топливо подается в анодную камеру топливного элемента, в то время как на катод поступает кислород. Внутри ячейки, благодаря наличию специальной оксидной мембраны, уголь окисляется, генерируя постоянный

электрический ток напрямую, без промежуточных тепловых и механических стадий. Такой подход позволяет обойти фундаментальные термодинамические ограничения цикла Карно, которые устанавливают потолок эффективности для всех тепловых электростанций на уровне

примерно 45%. В отличие от них, ZC-DCFC потенциально способна достичь гораздо более высокой теоретической эффективности преобразования топлива в электричество. Экологический прорыв: улавливание углерода «по умолчанию» Одним из главных преимуществ технологии ZC-DCFC, наряду с

высокой эффективностью, является решение проблемы выбросов парниковых газов. В традиционной угольной генерации улавливание CO₂ — это сложный, дорогостоящий и энергозатратный дополнительный процесс. В новом топливном элементе углекислый газ, образующийся в ходе реакции на аноде, выделяется в виде концентрированного

потока высокой чистоты, что позволяет улавливать его непосредственно внутри системы, а не рассеивать в атмосфере. Этот CO₂ не выбрасывается наружу, а сразу же может быть преобразован в полезные химические продукты. Например, его можно каталитически переработать в синтез-газ (смесь CO и H₂), который служит сырьем для химической промышленности, или минерализовать в безопасные и стабильные соединения, такие как бикарбонат натрия

(пищевая сода). Таким образом, технология не просто сокращает вредные выбросы, а делает угольную генерацию практически безотходной, создавая дополнительную ценность из того, что раньше считалось загрязнителем. Энергия из недр: подземная электростанция будущего Еще одна инновационная особенность проекта ZC-DCFC — его адаптация для работы в глубоких

геологических формациях. Исследователи рассматривают сценарий применения топливных элементов непосредственно в угольных пластах на глубине до 2 километров. Эта концепция, которую команда Се Хэпина называет «глубинной угольной электрохимией», может радикально изменить подход к

добыче и использованию ресурсов. Вместо того чтобы извлекать уголь на поверхность с огромными затратами и рисками, его можно будет преобразовывать в электричество прямо на месте залегания. На поверхность, по кабелям, будет передаваться только готовая электроэнергия. Такой подход открывает доступ к огромным

запасам глубокозалегающего угля, разработка которых традиционными шахтными методами сегодня экономически нецелесообразна или нерентабельна. Это может стать решением проблемы по мере истощения легкодоступных запасов угля во всем мире. От лаборатории к энергосистеме: путь к коммерциализации Несмотря на впечатляющие перспективы, путь ZC-DCFC от

лабораторного прототипа до промышленной реальности будет долгим и тернистым. Команда Се Хэпина работает над этой концепцией с 2018 года, последовательно решая сложнейшие научные и инженерные задачи. За это время были достигнуты значительные успехи в разработке ключевых высокопроизводительных материалов, увеличении срока службы компонентов, оптимизации подготовки

топлива и конструкции электродов. Последняя версия технологии демонстрирует значительно улучшенные показатели удельной мощности (генерируемая энергия на единицу объема), стабильность и масштабируемость, что является критически важным для ее практического внедрения. Исследовательская группа уже построила и успешно испытала демонстрационный прототип, что подтверждает работоспособность концепции.

Однако, по оценкам экспертов и самих разработчиков, технология вряд ли сможет стать коммерчески конкурентоспособной раньше 2045 года. Путь масштабирования столкнется с серьезными экономическими и производственными вызовами, включая высокую стоимость производства высокотехнологичных керамических мембран, обеспечение

долговечности и надежности работы элементов в промышленных масштабах, а также создание новой цепочки поставок и обслуживания. В настоящее время проект находится на стадии активной технологической доводки с целью адаптации системы к условиям глубокого залегания угля и подготовки к широкомасштабному коммерческому внедрению в долгосрочной перспективе. Масштаб и значимость

проекта, уже включенного в китайскую национальную научно-техническую программу, подчеркивают его стратегическое значение для будущего «зеленой» энергетики Китая и его амбициозных целей по достижению углеродной нейтральности к 2060 году.

Китайские ученые создали «угольную батарею», которая вырабатывает электричество без сжигания топлива и выбросов CO₂

Сообщает android-robot.com

Новость из рубрики: Технологии и Hi-Tech

Поделиться новостью: Поделиться новостью в Facebook Поделиться новостью в Twittere Поделиться новостью в VK Поделиться новостью в Pinterest Поделиться новостью в Reddit

Топ Новости Недели

01:17, 01 Сен Тепло превращается в холод: ученые создали твердотельный охладитель для процессоров и электромобилей, которому не нужно электричество Выделяющееся в процессе работы тепло сможет само охлаждать электронику Ученые создали систему охлаждения, которая использует тепло для производства х...

13:17, 26 Фев Китайские ученые создали новые батареи для электромобилей из пластика Аккумуляторы, которые используются в современных электромобилях, зависят от тяжёлых металлов — таких как кобальт и никель. Эти элементы трудно добыва...

Литий прошлый век: учёные создали квантовую батарею, она заряжается за фемтосекунды 21:17, 26 Авг Литий — прошлый век: учёные создали квантовую батарею, она заряжается за фемтосекунды Учёные австралийского национального научного агентства CSIRO разработали прототип квантовой батареи с необычным свойством: скорость её зарядки увелич...

20:17, 20 Мар Китайские учёные создали систему охлаждения почти до абсолютного нуля без гелия-3 Исследователи из Китая разработали новую технологию охлаждения на основе редкоземельного сплава, способную достигать температур, близких к абсолютном...

02:17, 13 Апр Китайские ученые сделали шаг к навигации без GPS: в КНР создали новый кристалл для ядерных часов на тории Ядерные часы на тории-229 станут точнее в 10–1000 раз современных атомных часовИсследователи из Синьцзянского университета в Китае разработали новый ...

07:17, 24 Июн Ученые нашли способ превращать «потерянное» тепло серверов и электромобилей в электричество Исследователи заставили тепло «застревать» внутри кремния ради получения энергииУченые из южнокорейского университета POSTECH разработали технологию,...

02:17, 01 Авг ZF представила коробку передач, которая уменьшит расход топлива на 73% Гибрид для фур, который действительно быстро отбивает вложения – это теперь ZF TraXon 2 Hybrid. Немецкие инженеры из Фридрихсхафена приготовили штуку...

08:17, 15 Авг Китай запустил крупнейшую в мире LFP-батарею на 4 ГВт·ч, которая может стабилизировать энергосеть Система сможет ежегодно отдавать около 1 ТВт·ч электроэнергии и поможет интегрировать огромные объемы солнечной и ветровой генерации В Китае подключи...

15:17, 29 Авг Китайские электромобили будут заряжаться сами: Hongqi готовит систему, которая будет добавлять машине до 10 бесплатных кВт·ч энергии в сутки В рамках города на этой энергии можно будет проехать несколько десятков километров Китайский бренд Hongqi представил прототип солнечной крыши нового ...

22:17, 22 Июл В ННГУ создали систему, которая подскажет, как дожить до 80 лет в ясном уме Учёные Нижегородского госуниверситета им. Н.И. Лобачевского разработали диагностическую систему, которая оценивает индивидуальные маркеры старения и ...

10:17, 23 Май В России создали систему, которая восстанавливает траекторию спутников с точностью до 33 см Разработка МАИ помогает вернуть данные о местоположении космических аппаратов даже после помех, сбоев и потери сигналаСтуденты Московского авиационно...

19:17, 13 Мар В Пермском Политехе создали звукоизоляцию, которая сделает авиарейсы вдвое тише Исследователи ПНИПУ разработали новую конструкцию звукопоглощающих панелей для авиадвигателей. Вместо традиционных шестигранных сот были использованы...

11:17, 15 Май В МФТИ создали отечественную SCADA-систему, которая вдвое ускоряет внедрение автоматизации Ещё одно важнейшее достижение российских учёных из МФТИ — полностью отечественная SCADA-система (Supervisory Control and Data Acquisition — диспетчер...

01:17, 24 Апр Сибирские учёные создали особые алмазы Идеальный фотон: сибирские учёные вырастили «бриллианты» с германием для квантового интернета. Российская наука продолжает удерживать сильные позиции...

01:17, 24 Апр Ученые создали «живой клей» для заживления ран Биоинженерия чудес: российские и швейцарские ученые создали бактерии, которые сами зашивают раны изнутри. Международный коллектив ученых из Института...

14:17, 19 Апр Ученые разработали консоль, которая заряжается во время игры Исследователи из Делфтского технологического университета (TU Delft) разработали портативную игровую консоль, заряжающуюся во время игрового процесса...

06:17, 13 Апр Российские ученые создали «объяснимый» ИИ для диагностики эпилепсии В пресс-службе Минобрнауки РФ сообщили, что российские ученые разработали новый метод искусственного интеллекта (ИИ) для анализа электроэнцефалограмм...

14:17, 07 Июн Ученые МГУ создали систему оценки биологического возраста В пресс-службе Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова сообщили, что ученые вуза совместно с коллегами из других стран предс...

02:17, 04 Май Ученые создали пластик, который сам разлагается по команде Новый способ борьбы с загрязнением пластикомИсследователи создали необычный пластик, который способен сам разрушаться по заданному сигналу. В материа...

22:17, 21 Май Учёные ДГТУ создали «карточки эмоций» собак Исследователи Донского государственного технического университета (ДГТУ) и Института этнологии и антропологии РАН разработали методику оценки тревожн...

04:17, 18 Июн Учёные создали квантовый детектор гравитационных волн Международная группа исследователей сообщила о создании квантового детектора гравитационных волн, который способен регистрировать сигналы, похожие на...

15:17, 13 Июн Российские учёные создали панель, снижающую шум на 30% без утяжеления Специалисты Нижегородского государственного архитектурно-строительного университета (ННГАСУ) и Института проблем машиностроения РАН разработали сталь...

14:17, 13 Июн Учёные из Японии создали железный катализатор для Zn-air батарей Учёные Университета Тохоку сообщили о катализаторе на основе железа для перезаряжаемых цинк-воздушных аккумуляторов. Разработка должна снизить зависи...

07:17, 28 Авг Российские учёные создали светоуправляемую плёнку для вычислений Исследователи из российского Университета ИТМО, Швейцарии и Китая разработали тончайшую кремниевую мембрану, которая позволяет управлять световыми им...

12:17, 01 Апр Ученые назвали привычку перед сном, которая ускоряет старение Учёные Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана заявили о прямой связи качества сна с процессами восстановления организма и работы иммунной сист...

14:17, 15 Июн Учёные СПб ФИЦ РАН создали базу данных для оценки концентрации внимания Исследователи СПб ФИЦ РАН собрали и опубликовали открытый набор данных (ЭЭГ, ЭКГ, видеозаписи) людей в состоянии сосредоточенности и рассеянности. На...

18:17, 12 Мар Пермские ученые создали алгоритм для плавной работы лифтов В пресс-службе Минобрнауки РФ сообщили, что ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали самон...

04:17, 17 Авг Учёные ТПУ создали имплантаты для тазобедренного сустава с улучшенной биоактивностью Исследователи Томского политехнического университета в составе международного коллектива предложили новый подход к изготовлению имплантатов для замен...

03:17, 08 Авг Российские учёные создали методику моделирования аортального клапана Исследователи из Пермского политеха и «Сириуса» разработали комплексную методику для моделирования работы протеза аортального клапана. Новый подход у...

16:17, 05 Авг Учёные ТюмГУ создали ИИ-систему для поиска утечек газа Исследователи Тюменского государственного университета разработали систему на базе искусственного интеллекта для автоматического обнаружения утечек г...

16:17, 29 Июн Учёные создали материал с нулевым расширением для космической оптики Учёные из России и Китая впервые синтезировали материал на основе минерала содалита (CASO), который не меняет размеры и структуру в экстремально широ...

01:17, 05 Сен Американские ученые создали гибкие и прозрачные кремниевые чипы Технология MIT подходит для серийного производства на 300-миллиметровых пластинах Исследователи Массачусетского технологического института (MIT) разр...

10:17, 23 Май Ученые создали цифровую модель древней игральной кости Редкая игральная кость XII–XIII веков найдена в Ростове Великом Ярославской области, историки подготовили ее цифровую модель, которая позволит рассмо...

22:17, 10 Июн Российские ученые создали из медузы биогель для заживления травм мозга Ученые создали уникальный биогель из азовской медузы корнерот, который успешно заполняет дефекты мозга и восстанавливает нейроны после тяжелых черепн...

21:17, 17 Апр Сингапурские учёные создали анализатор всех болезней по капле крови Диагностика будущего: биочип с ИИ находит маркеры любых заболеваний за 20 минут по одной капле крови. Учёные из Технологического университета Наньянг...

08:17, 16 Май Учёные КНИТУ-КАИ создали батончик для пожарных, снижающий вред от дыма Специалисты Казанского технического университета имени Туполева разработали специальный батончик для пожарных. Продукт компенсирует энергозатраты, сн...

13:17, 11 Июл Учёные создали наноматериал для очистки нефти и воды от опасных примесей Исследователи ЮУрГУ и московские коллеги впервые вырастили металл-органический каркас, способный избирательно захватывать молекулы с галогенами (хлор...

03:17, 19 Фев Учёные создали «облако в коробке»: новый шаг к пониманию погоды и климата Облака остаются для науки одной из самых сложных загадок. Как именно формируются капли, почему одни облака дают дождь, а другие нет, и как всё это вл...

11:17, 03 Июл Учёные создали «закрученный лазер» для управления плазмой и ускорения частиц Новая лазерная архитектура открывает путь к более компактным ускорителям частиц, управляемым магнитным полям экстремальной силы и новым режимам взаим...

02:17, 02 Мар Ученые из Волгограда создали метод ранней диагностики рака полости рта Эксперты ВолгГМУ предложили иннов