चीन ने एक नया ईंधन सेल विकसित किया है जो कोयले को बिना जलाए सीधे बिजली में बदल देता है

चीनी शोधकर्ताओं ने एक अभूतपूर्व ‘शून्य-कार्बन-उत्सर्जन प्रत्यक्ष कोयला ईंधन सेल’ (जेडसी-डीसीएफसी) का अनावरण किया है जो कोयला आधारित ऊर्जा को मौलिक रूप से बदल देता है। शेन्ज़ेन विश्वविद्यालय में ज़ी हेपिंग के नेतृत्व में, यह नवाचार पारंपरिक दहन को दरकिनार करता है – पारंपरिक बिजली संयंत्रों में बड़े पैमाने पर कार्बन उत्सर्जन और ऊर्जा हानि के लिए जिम्मेदार प्रक्रिया। इलेक्ट्रोकेमिकल ऑक्सीकरण का उपयोग करके, सिस्टम कोयले की रासायनिक ऊर्जा को सीधे बिजली में परिवर्तित करता है, जैसा कि एनर्जी रिव्यू जर्नल में बताया गया है। यह बंद-लूप तकनीक न केवल वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की रिहाई को रोकती है, बल्कि इसे यथास्थान ही पकड़ लेती है, और इसे संश्लेषण गैस या सोडियम बाइकार्बोनेट जैसे मूल्यवान रासायनिक फीडस्टॉक्स में परिवर्तित कर देती है। यह विकास कोयले के पर्यावरणीय प्रभाव के बारे में लंबे समय से चली आ रही धारणाओं को चुनौती देता है, जो संभावित रूप से विशाल जीवाश्म ईंधन भंडार के उपयोग के लिए एक स्वच्छ मार्ग प्रदान करता है।

चीन ने दुनिया के पहले कोयला ईंधन सेल का अनावरण किया जो शून्य कार्बन उत्सर्जन के साथ बिजली का उत्पादन कर सकता है

ZC-DCFC बिजली पैदा करने के लिए एक प्रत्यक्ष विद्युत रासायनिक प्रक्रिया है। चूँकि विद्युतीकरण ईंधन जलाए बिना होता है, ZC-DCFC थर्मल-टू-मैकेनिकल रूपांतरण सीमाओं को दरकिनार कर देता है, जो दहन और गर्मी को गति में परिवर्तित करने के कारण थर्मल पावर उत्पादन में निहित एक दक्षता बाधा है। इंडिपेंडेंट में प्रकाशित लेख के अनुसार, कोयले (या समान) को एनोड कक्ष में डाला जाता है जहां इसे पीसकर शुद्ध किया जाता है (आमतौर पर कुछ प्रकार के कार्बन स्रोत का उपयोग करके)। कार्बन ऑक्साइड झिल्ली पर एक इलेक्ट्रोकेमिकल ऑक्सीकरण प्रक्रिया से गुजरता है और बिना किसी यांत्रिक मध्यवर्ती प्रक्रिया के कोयले से विद्युत ऊर्जा का उत्पादन करता है जो थर्मल-टू-मैकेनिकल ऊर्जा रूपांतरण हानि पैदा करता है।

कैसे विद्युत रासायनिक रूपांतरण दहन को समाप्त करता है

के अनुसार ऊर्जा समीक्षा जर्नल के अनुसार, कोयले को जलाने के बजाय ईंधन सेल का उपयोग करने से ZC-DCFC को उच्च तापमान वाली लपटों और भाप चक्रों से बचने में मदद मिलती है जो थर्मल ऊर्जा हानि पैदा करते हैं। नतीजतन, ZC-DCFC में पारंपरिक संयंत्रों की तुलना में बहुत अधिक सैद्धांतिक दक्षता है, जो पारंपरिक कोयला आधारित बिजली संयंत्रों की तुलना में दोगुनी होने की उम्मीद है।

कैसे ‘इन-सीटू’ कैटेलिसिस कोयला उत्सर्जन की पुनर्कल्पना करता है

ZC-DCFC प्रणाली की एक प्रमुख विशेषता कार्बन उत्सर्जन को सीधे उनके स्रोत से पकड़ने की क्षमता है। एनोड निकास पर विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया कार्बन डाइऑक्साइड का एक बहुत ही शुद्ध रूप उत्पन्न करती है जिसे ‘इन-सीटू’ एकत्र किया जाता है; इसे जारी नहीं किया जाता है, बल्कि उत्प्रेरक के माध्यम से उपयोगी फीडस्टॉक में परिवर्तित किया जाता है, जैसे कि सिनगैस या, उम्मीद है, खनिज अवस्था में परिवर्तित किया जाता है, जैसे सोडियम बाइकार्बोनेट। यह पर्यावरणीय उपद्रव, कार्बन डाइऑक्साइड को एक औद्योगिक वस्तु में बदल सकता है।

भविष्य का दृष्टिकोण और व्यावसायिक व्यवहार्यता

हालाँकि इस तकनीक के प्रयोगशाला परिणाम आज तक आशाजनक हैं, विशेषज्ञों ने विद्युत ग्रिड के साथ एकीकरण के लिए इसे बढ़ाने में कई महत्वपूर्ण बाधाओं की पहचान की है, जिसमें इसके उत्पादन में उपयोग की जाने वाली सामग्रियों की लंबी उम्र और इन घटकों के निर्माण की बहुत उच्च लागत शामिल है। उद्योग का अनुमान है कि इस तकनीक को बड़े पैमाने पर व्यावसायिक अनुप्रयोगों के लिए लागत प्रभावी होने में कई दशक लग सकते हैं। मौजूदा बुनियादी ढांचे के लिए कोयले से चलने वाली बिजली सुविधाओं का संचालन जारी रहना चाहिए, जिसका इस तकनीक के भविष्य के मूल्य निर्धारण पर प्रभाव पड़ेगा।