Pesquisadores da Universidade de Shenzhen publicaram em 16 de abril um estudo que propõe uma nova tecnologia de geração de energia a carvão com emissões quase zero de carbono. Liderado pelo acadêmico Xie Heping, o trabalho apresenta a arquitetura e a estratégia de implementação da célula a combustível de carvão direto (ZC-DCFC), com o objetivo de superar as limitações de alta emissão e baixa eficiência das usinas termoelétricas tradicionais.

O estudo descreve os principais desafios técnicos e as etapas de desenvolvimento da tecnologia, incluindo o processamento do combustível, a criação de materiais, o design de células e pilhas e a conversão in situ do carbono com emissões reduzidas. Além disso, analisa fatores como escala operacional, estabilidade ao longo do tempo, eficiência na conversão de carbono, integração de sistemas e possíveis aplicações.

Atualmente, usinas a carvão operam sob a limitação da eficiência de Carnot, com taxa de conversão em torno de 45%. Esse patamar mantém alto o consumo de carvão por unidade de energia gerada e dificulta a redução das emissões. Diante disso, o estudo aponta a necessidade de rever o modelo tradicional e avançar em tecnologias com menor impacto ambiental.

A proposta da equipe altera o princípio da geração a carvão. Em vez da combustão, o processo utiliza oxidação eletroquímica por meio de uma membrana, convertendo o carvão diretamente em eletricidade. Nesse sistema, o dióxido de carbono passa por etapas de transformação e mineralização dentro da própria célula, o que permite reduzir emissões e gerar subprodutos com valor econômico.

Desde 2018, o grupo desenvolve pesquisas voltadas à tecnologia ZC-DCFC, com foco em materiais de alto desempenho, análise de falhas mecânicas, ativação do combustível e ajustes na estrutura dos eletrodos.

Os resultados indicam um caminho para reduzir as emissões associadas ao uso do carvão e ampliar a eficiência do processo. O estudo também estabelece bases técnicas para o desenvolvimento de sistemas de geração com menor intensidade de carbono.