На исследовательской установке университета штата Огайо инженеры испытали «чистую» угольную технологию, позволяющую добывать энергию из угля химическим способом. Установка отработала непрерывно 203 часа, выделяя тепло и улавливая 99% углекислого газа, выделяющегося в реакции.
Экологичный уголь
Исследователи Елена Чанг (Elena Chung) и Самуэль Айам (Samuel Ayham) демонстрируют куски обычного угля и используемые в установке угольный порошок (сосуд в центре) и шарики оксида железа (сосуд справа)

Еще раньше ими была испытана другая установка, работающая по сходному принципу, но использующая в качестве топлива не уголь, а полученный из него генераторный газ.

Обе установки имеют мощность по 25 тепловых киловатт. Исследователи собираются вывести технологию на новый уровень, запустив к концу этого года установку на генераторном газе мощностью 250 киловатт в Национальном центре по улавливанию углерода Министерства энергетики США в Вильсонвилле.

Ключевой элемент технологии — использование мелких металлосодержащих шариков для «доставки» кислорода к топливу. В угольном варианте установки используются уголь, размолотый в порошок, и шарики из смеси оксидов железа. Частицы угля имеют поперечный размер около 100 мкм (диаметр человеческого волоса), а шарики — 1,5−2 мм.

Смесь угля и оксидов разогревают до температуры, при которой между ними начинается химическая реакция, идущая с выделением тепла. Углерод, содержащийся в угле, связывается с кислородом оксида железа, образуя углекислый газ, который поднимается в верхнюю камеру установки, в которой он улавливается. В результате остаются горячие железные шарики и угольная зола.

Так как шарики существенно крупнее частиц золы, они легко отделяются от нее и переносятся в другую камеру. Там от шариков отбирается тепло, которое может быть использовано для генерации электроэнергии. Зола извлекается из установки для утилизации.

Углекислый газ, получаемый в результате работы установки, может быть переработан или изолирован в хранилище. Железные шарики обрабатываются воздухом за пределами реактора, окисляются и используются повторно.

Так как установка улавливает практически весь углекислый газ, она с запасом удовлетворяет требованиям, установленным Министерством энергетики США для «чистой» энергетики. По этим требованиям новые технологии, использующие ископаемое топливо, не должны повышать стоимость электроэнергии более чем на 35%, обеспечивая при этом улавливание более 90% образующегося углекислого газа.

Источник: Phys.Org