一提到煤炭发电，人们往往将其与污染重、碳排放高、能效低联系起来。然而，这一固有认知有望被改写。深圳大学谢和平院士团队16日在国际期刊发表论文，系统构建了近零碳排放直接煤燃料电池（ZC-DCFC）的技术实施策略与核心技术架构，为破解传统燃煤发电高排放、低效率瓶颈提供了全新思路。
本次研究阐述了ZC-DCFC在燃料处理、关键材料开发、单电池与电堆设计、原位近零碳转化等环节的技术挑战与攻关路径，并围绕其电堆规模化、长期稳定性、碳转化效率、系统集成及应用场景进行了分析与展望。
传统燃煤电厂受卡诺效率极限限制，能源转化效率约45%，单位发电量的煤炭消耗量居高不下，煤炭深度脱碳难以突破。因此，亟需变革传统燃煤发电方式，探索清洁、高效、近零碳排放的煤炭发电新技术。
谢和平院士团队提出的近零碳排放直接煤燃料电池发电技术，探索煤炭发电原理的创新——煤炭不再通过燃烧，而是通过氧化膜实现电化学氧化，直接转换成电能，同时在系统内二氧化碳直接催化、转化、矿化、电化等，实现近零碳排放发电利用并产生高价值产物。自2018年起，谢和平院士团队持续攻关，相继在ZC-DCFC关键高性能材料开发、电池力学失效机制与防治、煤燃料活化处理、电极微结构优化等方面取得了一系列进展。
本次研究成果所提出的ZC-DCFC原理技术，有助于突破传统煤炭发电利用的固有局限，破解煤炭燃烧发电的碳排放难题，使煤转化成清洁能源，为煤炭近零碳高效利用提供全新理论与技术支撑。