คณะนักวิทยาศาสตร์จีนประสบความสำเร็จในการพัฒนาเทคโนโลยีผลิตไฟฟ้าจากถ่านหินรูปแบบใหม่ในลักษณะ "แบตเตอรี่" ซึ่งให้ประสิทธิภาพพลังงานสูงกว่าวิธีการเผาไหม้แบบดั้งเดิม และที่สำคัญคือไม่มีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศ
ทีมวิจัยนำโดย เซี่ย เหอผิง สมาชิกสถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์จีน จากมหาวิทยาลัยเซินเจิ้น ได้เปิดตัวนวัตกรรมที่เรียกว่า "เซลล์เชื้อเพลิงถ่านหินโดยตรงแบบปล่อยคาร์บอนเป็นศูนย์" (Zero-Carbon-Emission Direct Coal Fuel Cell หรือ ZC-DCFC) ซึ่งถือเป็นครั้งแรกของโลกที่สามารถดึงพลังงานจากถ่านหินมาใช้ได้โดยไม่ต้องผ่านกระบวนการเผาไหม้ ทำให้ลบภาพจำเดิม ๆ ของโรงไฟฟ้าถ่านหินที่มักถูกมองว่าเป็นแหล่งมลพิษหลัก
กระบวนการทำงานของ ZC-DCFC จะเริ่มจากการนำถ่านหินมาบดให้เป็นผงละเอียด ผ่านการทำให้แห้ง บริสุทธิ์ และเตรียมสภาพผิว ก่อนจะส่งเข้าสู่ห้องแอโนดของเซลล์เชื้อเพลิง โดยมีออกซิเจนถูกส่งเข้าทางฝั่งแคโทด จากนั้นผงถ่านหินจะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันทางเคมีไฟฟ้าผ่านเยื่อเลือกผ่านออกไซด์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าโดยตรง โดยไม่ต้องผ่านวงจรไอน้ำหรือกังหันเครื่องกลแบบเดิม
นอกจากนี้ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีความบริสุทธิ์สูงซึ่งเกิดขึ้นที่ปลายทางของแอโนด จะถูกดักจับและเปลี่ยนสภาพให้เป็นสารเคมีที่มีมูลค่า เช่น ก๊าซสังเคราะห์ หรือแร่ธาตุอย่างโซเดียมไบคาร์บอเนต
เซี่ย เหอผิง ระบุในวารสาร Energy Reviews ว่า โรงไฟฟ้าถ่านหินทั่วไปมีประสิทธิภาพพลังงานจำกัดอยู่ที่ประมาณร้อยละ 40 เนื่องจากสูญเสียพลังงานในกระบวนการเผาไหม้และเครื่องจักรความร้อน แต่เทคโนโลยี ZC-DCFC นี้สามารถข้ามขีดจำกัดดังกล่าวและให้ประสิทธิภาพทางทฤษฎีที่สูงกว่ามาก เนื่องจากเป็นการแปลงพลังงานเคมีเป็นไฟฟ้าโดยตรง
เทคโนโลยีนี้ยังสามารถขยายผลไปใช้กับแหล่งถ่านหินที่อยู่ลึกลงไปใต้ดินถึง 2 กิโลเมตร ซึ่งยากต่อการทำเหมืองแบบดั้งเดิม โดยสามารถติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าไว้ที่ชั้นถ่านหินด้านล่างและส่งเพียงกระแสไฟฟ้าขึ้นมาบนพื้นผิว ซึ่งสอดคล้องกับแผนงานภายใต้โครงการสำคัญด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติสำหรับการสำรวจพื้นดินระดับลึกและทรัพยากรแร่ ที่เริ่มต้นในปี 2568
อย่างไรก็ตาม เว่ย จื้อเจียง วิศวกรอาวุโสจากเอชบีไอเอส กรุ๊ป เสวียนกัง (HBIS Group Xuansteel) ให้ความเห็นว่า แม้จะเป็นนวัตกรรมที่เปลี่ยนโลก แต่การนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์ในวงกว้างยังต้องใช้เวลาและการวางแผนด้านต้นทุนอย่างรอบคอบ โดยคาดว่าเทคโนโลยีนี้จะเริ่มมีความสามารถในการแข่งขันด้านต้นทุนหลังจากปี 2588 เป็นต้นไป
ที่มา: South China Morning Post