تقنية جديدة لتوليد الكهرباء من الفحم بلا دخان أو انبعاثات كربونية

الابتكار الذي طوّره فريق بقيادة شي هيبينغ من الأكاديمية الصينية للعلوم في جامعة شنتشن، يعتمد على ما يُعرف بخلية وقود الفحم المباشرة عديمة الانبعاثات الكربونية (ZC-DCFC)، وهي تقنية تتجاوز فكرة حرق الفحم لإنتاج الحرارة، وتتعامل معه بدلًا من ذلك كمصدر للطاقة الكهروكيميائية يمكن تحويلها مباشرة إلى كهرباء.

من وقود ملوث إلى مصدر طاقة نظيف؟

على خلاف محطات الفحم التقليدية التي تعتمد على الاحتراق لتوليد البخار وتشغيل التوربينات، يعمل النظام الجديد عبر طحن الفحم وتنقيته ومعالجته كيميائياً، قبل إدخاله إلى خلية وقود حيث يتفاعل مع الأكسجين داخل غشاء أكسيدي لتوليد الكهرباء مباشرة، بحسب "Interesting engineering".

عودة "عنكبوت الفضاء".. الصين تُحيي حلم ناسا ببناء هياكل عملاقة في المدار - موقع 24تعمل فرق بحثية في الصين على تطوير روبوت متقدم مستوحى من مشروع فاب سبايدر الفضائي "SpiderFab" التابع لوكالة ناسا، في محاولة لإحياء فكرة بناء منشآت فضائية ضخمة مباشرة داخل المدار بدلًا من إطلاقها جاهزة من الأرض.

هذا المسار يلغي تماماً المراحل الوسيطة المعتادة في محطات الفحم، مثل الغلايات والتوربينات، ويقلل خسائر الطاقة المرتبطة بما يُعرف بحدود كفاءة كارنو، التي تقيّد كفاءة المحطات التقليدية بنحو 40%.

أما ثاني أكسيد الكربون الناتج عن التفاعل، فلا يُطلق إلى الغلاف الجوي، بل يُلتقط داخل النظام ويُعاد استخدامه في إنتاج مواد كيميائية مثل غاز التخليق، أو يُحول إلى مركبات مستقرة مثل بيكربونات الصوديوم، ضمن دورة مغلقة للكربون.

كفاءة أعلى وعمر تشغيلي أطول

يشير الباحثون إلى أن النسخة الجديدة من النظام تجاوزت عقبات طالما أعاقت تقنيات خلايا الوقود الكربونية، مثل انخفاض كثافة الطاقة وقصر العمر التشغيلي، مع تحقيق تحسن في الاستقرار طويل الأمد وقابلية التوسع وكفاءة تحويل الكربون.

اختفاء غامض يثير الرعب.. 15 مسيّرة كيميائية مسروقة في نيوجيرسي تستنفر الأمن - موقع 24فتحت السلطات الأمريكية تحقيقاً واسعاً بعد سرقة أسطول يضم 15 طائرة مسيّرة زراعية صناعية من طراز سيريس إير سي31 في ولاية نيوجيرسي، في حادثة وُصفت بأنها من أكثر عمليات السرقة تعقيداً في قطاع الطائرات غير المأهولة مؤخراً، وسط تحذيرات من إمكانية إساءة استخدامها في سيناريوهات خطيرة.

ويعمل الفريق على تطوير التقنية منذ 2018، عبر تحسين المواد المستخدمة وآليات تغذية الفحم ومعمارية الخلايا، وصولًا إلى تصميم يصفه الباحثون بأنه خطوة عملية نحو توظيف أنظف للموارد الأحفورية.

"لا حاجة لاستخراج الفحم"

أحد أكثر الجوانب الملفتة في المشروع هو إمكانية استخدام التقنية لتحويل طبقات الفحم العميقة - على أعماق تصل إلى نحو 1.2 ميل - إلى مصدر كهرباء يُستغل في موقعه، من دون الحاجة لاستخراج الفحم ونقله إلى السطح.

وبحسب الفريق، يمكن إنتاج الكهرباء تحت الأرض ونقل الطاقة فقط، وهو تصور قد يفتح الباب أمام استغلال احتياطيات كانت تعتبر مكلفة أو صعبة الوصول.

في حال إذا أثبتت التقنية قابليتها التجارية، فقد لا يكون الفحم مجرد وقود مرتبط بالتلوث والانبعاثات، بل قد يُعاد تقديمه بوصفه مادة أولية لأنظمة طاقة منخفضة الكربون.