سوزاندن زغال‌سنگ بدون نیاز به هوا

زغال‌سنگ یکی از منابع انرژی ارزان‌قیمت بوده که به وفور در طبیعت یافت می‌شود؛ اما یافتن راهی که بتوان به شکل باکتری از این منبع انرژی استفاده کرد تا آلودگی کمتری در اتمسفر زمین ایجاد شود، مساله‌ای است که این روزها و با توجه به موضوع گرمایش جهان اهمیت بسیاری پیدا کرده است اما خبر بد این است که این موضوع براحتی قابل حل نیست.

زغال‌سنگ یکی از منابع انرژی ارزان‌قیمت بوده که به وفور در طبیعت یافت می‌شود؛ اما یافتن راهی که بتوان به شکل باکتری از این منبع انرژی استفاده کرد تا آلودگی کمتری در اتمسفر زمین ایجاد شود، مساله‌ای است که این روزها و با توجه به موضوع گرمایش جهان اهمیت بسیاری پیدا کرده است اما خبر بد این است که این موضوع براحتی قابل حل نیست. به‌رغم ارزانی و وفور، تولید انرژی از طریق سوزاندن زغال‌سنگ آلاینده شدید محیط زیست محسوب می‌شود.

بتازگی محققان دانشگاه ایالت اوهایو آمریکا اعلام کرده‌اند که موفق به کشف روش جدیدی برای استفاده پاک از انرژی نهفته در زغال‌سنگ شده‌اند.

این روش که «حلقه تکرار شیمیایی» نامیده شده دارای پتانسیل بالایی برای کاهش و حتی حذف طیف وسیعی از آلودگی‌های ناشی از سوزاندن زغال‌سنگ مانند دی‌اکسیدکربن و اکسیدهای نیتروژن دارد. این فناوری به صورت آزمایشی و به مدت یک هفته در کارخانه‌ای با توان تولید ۲۵ کیلووات انرژی مورد ارزیابی قرار گرفت که طولانی‌ترین دوره آزمایش در نوع خود تاکنون بوده است.

این آزمایش موفقیت‌آمیز باعث شد تا موافقت برای آغاز پروژه‌ای مبتنی بر این روش جدید برای تاسیس کارخانه یک مگاواتی تولید برق، به دست آید.

در نیروگاه‌های مرسومی که زغال‌سنگ می‌سوزانند، زغال‌سنگ پس از تبدیل شدن به پودر، طی فرآیندی با هوا مخلوط و سپس سوزانده می‌شود تا گرمای ناشی از آن، بخار لازم برای چرخاندن توربین‌های بزرگ و در نهایت تولید برق را فراهم آورد.

این فرآیند باعث ایجاد شعله‌های بسیار داغ شده که می‌تواند به تولید اکسیدنیتروژن و دی‌اکسیدکربن منجر شود. ناگفته پیداست این گازها بسیار آلاینده هستند.

جدا‌سازی و محبوس کردن چنین آلاینده‌هایی بسیار سخت است چرا که آنها تنها بخش کمی از گازهای منتشر شده در جو زمین را تشکیل می‌دهند.

در روش حلقه تکرار شیمیایی زغال سنگ با هوا واکنش نمی‌دهد. در عوض در معرض مواد اکسیژن‌داری مانند اکسیدآهن قرار می‌گیرد.

پس از واکنش زغال‌سنگ با این مواد، پیوند میان اکسیژن و آهن شکسته می‌شود. این واکنش باعث تولید گاز تقریبا خالص دی‌اکسیدکربن و فلز آهن می‌شود.

در این فرآیند الکتریسیته زمانی تولید می‌شود که آهن گداخته از محفظه واکنش خارج می‌شود و گرمای لازم برای تولید بخار را تامین می‌کند.

تولید جریان خالص دی‌اکسیدکربن باعث می‌شود جمع‌آوری و محبوس کردن آن آسان شود بنابراین می‌توان آن را زیر زمین دفن کرد.

ابتدا این فرآیند به عنوان روشی برای ارتقای بهره‌وری نیروگاه‌ها پیشنهاد شد. در حال حاضر متخصصان امیدوارند که در صورت انجام این کار در مقیاس بزرگ و تجاری بتوانند با افزایش بسیار اندک هزینه الکتریسیته، یکی از ارزان‌ترین راه‌ها برای کاهش انتشار دی‌اکسیدکربن را خلق کنند.

یکی دیگر از راه‌های تولید جریان دی‌اکسیدکربن با خلوص بالا سوزاندن زغال‌سنگ به وسیله اکسیژن خالص است اما تجهیزات لازم برای تولید اکسیژن خالص بسیار گران است.

منبع: technologyreview

مترجم: آتنا حسن‌آبادی