中国推出全球首个零排放发电煤燃料电池

dootbear

南华早报：中国推出全球首个零排放发电煤燃料电池

中国科学家研发的新技术，在消除二氧化碳排放的同时，实现了比燃烧更高的能源效率。

中国科学家开发出一种方法，把煤放进“电池”里发电，在实现比传统燃烧更高能源效率的同时，做到零二氧化碳排放。

“燃煤发电”往往让人联想到严重污染、高碳足迹和一般的效率。但一种新型直接煤发电技术正在挑战这种刻板印象：

它完全取消燃烧过程，并绕开了长期以来定义煤炭使用的二氧化碳排放问题。

由中国科学院院士、深圳大学谢和平领导的团队，首次建成了他们所称的零碳排放直接煤燃料电池，即ZC-DCFC。

在这一系统中，煤被粉碎、干燥、净化，并经过表面预处理后，被送入电池的阳极室。

氧气被供应到阴极。在电池内部，细煤粉通过氧化物膜发生电化学氧化，直接产生电力，不需要中间蒸汽循环，也不需要机械涡轮机。

在阳极出口处，反应产生的高纯度二氧化碳会被原位捕获，并通过催化转化为有价值的化工原料，例如合成气，或被矿化成碳酸氢钠等化合物。

整个过程安静且清洁。

传统燃煤发电依靠燃烧煤炭产生热量，然后把水煮成蒸汽，带动涡轮发电机运转。

这是一连串能量转换过程，始终受制于内燃机卡诺效率极限。

谢和平在发表于同行评审期刊《Energy Reviews》的论文中指出：“这一过程受卡诺循环限制，将能源效率上限限制在约40%。在ZC-DCFC中，由于避免了燃烧和热机相关的效率损失，它能够实现高得多的理论效率。”

自2018年以来，谢和平团队一步步推动这项技术前进，沿途解决了材料、电池耐久性、燃料处理和连续供煤等问题。

早期直接碳燃料电池一直受到功率密度低和运行寿命短的困扰。

然而，新开发的电池在堆栈可扩展性、长期稳定性、碳转化效率和整体系统集成方面进行了改进，而这些正是该团队在论文中重点攻关的领域。

谢和平说：“这一概念也可以扩展到地下2公里，也就是1.2英里深处的深部煤层。”

从如此深度进行传统采煤和提升煤炭，成本高得令人难以承受。这项技术可以在现场把煤转化为电力，只需要把电力传输到地表。这种方法可能有助于缓解浅层煤炭储量逐渐减少带来的压力。

谢和平团队还正在牵头一个标志性项目，该项目隶属于2025年启动的国家深地探测与矿产资源勘查科技重大专项。

让ZC-DCFC适应高温、高压和腐蚀性环境，将使这种燃料电池能够直接服务于深地探测计划。

这项研究与中国到2060年实现碳中和的目标高度一致。不过，指望这种实验室规模的创新在短期内取代中国现有燃煤发电机组，并不现实。

河钢集团宣钢高级工程师魏志江表示，到2025年底，燃煤发电约占中国总装机容量的45%，但仍供应全国近60%的电力。

与此同时，这些燃煤电厂中有一半仅运行了15年，从工业角度看仍然很年轻。

魏志江指出了实际障碍。

他表示，把直接煤燃料电池从实验室推向广泛商业应用，需要时间和谨慎的成本规划。

因此，他认为这项技术要到2045年之后才会具备成本竞争力。



来源：

https://www.scmp.com/news/china/ ... amp;pgtype=homepage

Zhang Tongin Beijing
Published: 6:00pm, 26 Apr 2026

dootbear

本文要点:

1. 中国科学家研发出零碳排放直接煤燃料电池，把煤放入类似“电池”的系统中，通过电化学反应直接发电，避免传统燃烧过程。

2. 这种技术不需要蒸汽循环或涡轮机，因此可绕开传统燃煤发电受卡诺循环限制的问题，理论能源效率有望明显高于常规燃煤电厂。

3. 该系统会在反应过程中原位捕获高纯度二氧化碳，并将其转化为合成气等化工原料，或矿化成碳酸氢钠等化合物。

4. 研究团队认为，这一技术未来还可用于地下深部煤层，直接在地下把煤转化为电力，只将电能传输到地表，减少深层采煤成本。

5. 尽管技术符合中国2060年碳中和目标，但专家认为其商业化仍面临成本和工程化挑战，可能要到2045年后才具备竞争力。

blahblah

听着很神奇

click

目测能量密度低，没法小型化，成本还高
感觉没有太大实用前景

牛

让人想起了驻马店的一个老兄的

水替代汽油技术

hehuayuan125

澳洲有的是煤

hankz

有个朋友前两年从研究煤的化学博士转行去做了码农，应该给他看看这条新闻，激励他回到老本行。

acousticguitar

这个手电筒呢，只要用另一个手电筒照它它就会亮，不照呢，就绝对不会亮————达文西

chinatom

有理想就有希望，打破固有思维才能走出条条框框，给点赞。

挑灯亮剑

现在使用的很多技术都是千万个看起来异想天开的研究发展出来的。

angaozhou

介斯针滴吗 ？

damogao

哈哈，直接让地底下的煤发电，那么整个地球是个负极，怎么隔离开正负极？

Mandarin1

会和那个加水就跑的车，是一个套路吗？

dootbear

大家要看到，如果这以后能发展起来，对澳洲来说，绝对是一个大好消息。 澳洲是全球最大的优质煤矿储存量国家前五名。

凯瑟琳琳

永动机

补充：


高估了普通人科学素养，补充一下为什么说是永动机：

因为原位固碳需要大量能量。

如果真像宣传里那样，靠催化一下就能低成本自动完成，那基本等于能源白送，和永动机没区别。催化剂只能加快反应，不会凭空创造能量，这是中学化学常识。

而如果还需要持续额外输入大量能量去抓碳、压缩、固化，那很多时候只是把前面发出来的电，再从后门花掉，整体收益就很可疑。

这类项目宣传最爱玩的，就是只讲发电端效率，不把后面的固碳耗能、设备成本、维护成本完整算进去。

这就像有人天天吹自己月薪十万，却绝口不提每月成本九万五。

persist

dootbear 发表于 2026-4-27 08:26
大家要看到，如果这以后能发展起来，对澳洲来说，绝对是一个大好消息。 澳洲是全球最大的优质煤矿储存量国 ...

条件反射：
不听不听不听
不可能不可能不可能
又是他又是他又是他
……

dyzinsyd

直接塞进火箭固体燃料不是更TMD直接上天？

lxk

不知道研究进展到哪步了？如果成功，对澳洲产煤大国是大利好啊

rabbitpoint

这个要不断往里面补煤嘛？bunnings，coles, wws表示压力很大。

limuc1

hankz 发表于 2026-4-27 07:44
有个朋友前两年从研究煤的化学博士转行去做了码农，应该给他看看这条新闻，激励他回到老本行。 ...

失业了，真会回去，……

limuc1

click 发表于 2026-4-27 07:22
目测能量密度低，没法小型化，成本还高
感觉没有太大实用前景

是的，要做起来，还真是大型的，小型没意义。

但是薄膜限制了反应速度，成本高肯定的，且用了催化剂图层，
以前是甲醇燃料电池研究热一阵，这个把甲醇换成了煤粉了， 现在还是概念性的东西，玩吧

limuc1

牛 发表于 2026-4-27 07:34
让人想起了驻马店的一个老兄的

水替代汽油技术

想点好的，

limuc1

damogao 发表于 2026-4-27 08:12
哈哈，直接让地底下的煤发电，那么整个地球是个负极，怎么隔离开正负极？ ...

想法不错啊
在地下煤层打井，注入空气，水蒸气
让煤不完全燃，生成可燃气体，氢气、一氧化碳、甲烷等，再用这些气体去发电，在昆士兰搞过，后来据说停了，

pureboy

凯瑟琳琳 发表于 2026-4-27 08:48
永动机

永动机是没有外部能源输入，不明白你的比喻是在说什么？

闲聊者

我觉得这个只是个名为电池的微小型电厂，虽然不能更小型化为真正电池，但是可以扩大为真正电厂。
深圳大学的上限蛮高的，很多在深圳的朋友不愿子女远离的都希望他们就近上深圳大学，学校就业率高而且资金充裕，未来前途远大啊。

pcpop

click 发表于 2026-4-27 07:22
目测能量密度低，没法小型化，成本还高
感觉没有太大实用前景

不能往小可以往大了做,

凯瑟琳琳

pureboy 发表于 2026-4-27 10:05
永动机是没有外部能源输入，不明白你的比喻是在说什么？

因为原位固碳需要大量能量。

如果真像宣传里那样，靠催化一下就能低成本自动完成，那基本等于能源白送，和永动机没区别。催化剂只能加快反应，不会凭空创造能量，这是中学化学常识。

plainbbs

- 在阳极出口处，反应产生的高纯度二氧化碳会被原位捕获，并通过催化转化为有价值的化工原料，例如合成气，或被矿化成碳酸氢钠等化合物。

先不提那个神奇的发电反应，就看这段，这不就是一种尾气处理方式么？也就是说，这个神奇反应不是不产生碳排放，只是用后续的处理100%消化了碳排放
既然如此，此尾气技术可以用在任何现有的产生碳排放的工业项目中，达到0排放的目标，这才是此项目的闪光点