Chưa từng có trong lịch sử: Láng giềng Việt Nam phát triển công nghệ biến than đá thành điện sạch, gần như không phát thải CO2
Trong bối cảnh than vẫn chiếm vai trò lớn trong hệ thống năng lượng toàn cầu, một giải pháp phát điện không phát thải từ nhiên liệu này đang thu hút chú ý.
Một nhóm nhà khoa học Trung Quốc vừa công bố công nghệ phát điện từ than đá theo cách hoàn toàn mới, cho phép tạo ra điện năng mà không cần đốt nhiên liệu và gần như không phát thải carbon - bước tiến có thể làm thay đổi cách thế giới sử dụng một trong những nguồn năng lượng hóa thạch phổ biến nhất.
Công trình do Xie Heping, thành viên của Viện Khoa học Trung Quốc và giáo sư tại Đại học Thâm Quyến, dẫn dắt. Theo đó, nhóm nghiên cứu đã phát triển thành công pin nhiên liệu than trực tiếp không phát thải carbon (ZC-DCFC). Đây là lần đầu tiên một mô hình như vậy được xây dựng và vận hành.
Khác với các nhà máy nhiệt điện than truyền thống - vốn đốt nhiên liệu để tạo hơi nước, quay tuabin và phát điện, công nghệ mới loại bỏ hoàn toàn quá trình đốt. Thay vào đó, than được nghiền mịn, sấy khô, tinh chế và xử lý bề mặt trước khi đưa vào buồng phản ứng của pin.
Tại đây, oxy được đưa vào đầu cực âm, trong khi bột than mịn ở cực dương trải qua quá trình oxy hóa điện hóa thông qua màng oxit, tạo ra điện trực tiếp mà không cần chu trình hơi nước hay thiết bị cơ học trung gian. Cách tiếp cận này giúp nâng hiệu suất chuyển đổi năng lượng vượt trội so với các công nghệ hiện có.
Đáng chú ý, khí CO2 sinh ra trong phản ứng không bị thải ra môi trường mà được thu giữ ngay tại chỗ với độ tinh khiết cao. Lượng khí này sau đó có thể được chuyển hóa thành các nguyên liệu hóa học có giá trị như khí tổng hợp hoặc khoáng hóa thành hợp chất như natri bicarbonat.
Theo các nhà nghiên cứu, những công nghệ phát điện than hiện nay, bao gồm cả hệ thống khí hóa tích hợp, thường chỉ đạt hiệu suất khoảng 45% và thải ra hơn 800 gram CO2 cho mỗi kWh điện. Trong bối cảnh than vẫn đóng vai trò trụ cột trong hệ thống năng lượng toàn cầu, việc cắt giảm phát thải từ nguồn nhiên liệu này được xem là một thách thức lớn.
Nhóm nghiên cứu đã theo đuổi công nghệ ZC-DCFC từ năm 2018 và đạt được nhiều tiến triển trong vật liệu hiệu suất cao, kỹ thuật xử lý nhiên liệu và thiết kế điện cực. Những cải tiến này cho phép hệ thống vận hành hiệu quả hơn trong khi vẫn duy trì mức phát thải cực thấp.
Ngoài lợi ích về môi trường, công nghệ mới còn mở ra khả năng khai thác các mỏ than nằm sâu dưới lòng đất – nguồn tài nguyên ngày càng quan trọng khi trữ lượng dễ tiếp cận dần cạn kiệt. Nếu được thương mại hóa, ZC-DCFC có thể giúp “tái định nghĩa” than đá, từ một nguồn năng lượng gây ô nhiễm cao trở thành lựa chọn sạch hơn trong giai đoạn chuyển đổi năng lượng.
