Традиционная угольная генерация ассоциируется с загрязнением, выбросами CO₂ и низкой эффективностью. Новый подход бросает вызов устоявшимся представлениям, полностью исключая горение. Вместо сжигания система преобразует химическую энергию топлива непосредственно в электричество. Прорыв совершила группа китайских ученых, разработав прямой угольный топливный элемент с нулевым выбросом углерода (ZC-DCFC). Концепция переосмысливает уголь как электрохимический источник энергии, открывая путь к более чистому использованию ископаемого сырья.
Уголь проходит многоэтапную подготовку, обработанный порошок поступает в анодную камеру, на катод подаётся кислород. Внутри ячейки частицы окисляются через оксидную мембрану, генерируя электричество напрямую. Подход устраняет необходимость в производстве пара и механических турбинах — центральных элементах классических станций. Образующийся CO₂ улавливается и превращается в синтез-газ или бикарбонат натрия. Обычные станции сжигают уголь для нагрева воды, пар вращает турбогенераторы. Этот путь ограничен термодинамическим потолком Карно, не позволяющим преобразовать в электричество более 40% энергии топлива.
По словам разработчиков, топливный элемент обходит эти потери, что позволяет теоретически достичь значительно более высокой эффективности. С 2018 года группа последовательно совершенствует технологию, решая проблемы материаловедения, долговечности и подачи топлива. Новейшая конструкция демонстрирует улучшенную масштабируемость, стабильность и эффективность преобразования углерода. Концепцию можно применить к глубоким угольным пластам, залегающим примерно в двух километрах под землёй. Вместо дорогостоящей добычи и транспортировки на поверхность система могла бы преобразовывать уголь в электричество прямо в шахте, передавая наверх только энергию.
