FC混合系统提高煤炭发电利用率

目前国际上的主要国家都已经达成减少碳排放的共识，但是这个目标要真正实现还是要面临着巨大的技术、经济和政治压力。国际能源署指出，在下一个十年内煤炭发电量还会继续增长，所以找到一个更有效利用煤炭的方式至为重要。

现在，MIT的一个科学团队计划利用燃料电池大大提升了煤炭发电的能量利用效率，据了解其能量利用率最高可以达到现有火电站的两倍，这就意味着可以减少火力发电50%的碳排放。该项技术的核心是整合煤气化和燃料电池技术。

煤气化是提取煤炭之中可燃性气体的一个方法，这项技术也被广泛应用于生产氢气，再连接燃料电池可以实现能量的高效利用。这两项技术整合的另一大优势是两种技术的运行温度都在800℃左右，因此两者整合在一起可以最小程度地减小过程中的热损失。同时燃料电池产生的热量也可以提供给煤气化过程，减小对外部加热的需求。

在整合系统中，煤炭被首先雾化成小颗粒，然后在热蒸汽中加热，这期间会发生化学反应释放煤炭颗粒中的可燃性气体（主要是一氧化碳和氢气，都可以直接被燃料电池利用）。接着，这些气体被抽到独立的燃料电池堆中，或者也可以直接将燃料电池安装在气化炉内。在燃料电池中装备有分离一氧化碳和氢气的薄膜以实现两种燃料的更高效利用。

因为整个过程中不存在燃烧反应，所以整个系统所产生的尘埃和污染物更少。虽然系统也会产生二氧化碳，但是相对洁净，易于分离和捕捉，可直接埋入地下或者利用其它方式处理。

研究人员利用模拟软件对过程的效率进行了研究，结果显示这种方式产出的电力为原来的2到3倍。传统的火电厂转换效率只有不到30%，而这种方式则是达到了55%到60%。 他们的下一步目标是建立一个小型的示范性电厂，通过实验的方法验证系统在实际环境中的运行效率。因为系统没有采用任何创新的技术，每一个组件都是已有的成熟产品，所以一个完整的电厂可以在几年时间内建设完成。

新系统建设成本会更高，但是这种初始投资上的增加可以通过后续几年的高效率来弥补。而且考虑到系统对于碳减排的贡献，很有可能得到政府的扶持进一步降低成本。