[디지털투데이 AI리포터] 중국 연구진이 석탄을 태우지 않고 전기를 생산하는 직접 석탄 연료전지를 개발했다고 밝혔다.

5일(현지시간) IT매체 테크레이더에 따르면 중국 선전대 셰허핑(Xie Heping) 연구팀은 '제로 탄소 배출 직접 석탄 연료전지' 개념을 제시했다. 해당 기술은 석탄 연소 과정을 거치지 않고 전기화학반응을 통해 전기를 생산하며, 이산화탄소 배출도 현장 포집 구조를 통해 대기로 직접 방출하지 않는다고 설명했다.

연구팀은 석탄을 미세 분말로 만든 뒤 건조·정제·표면 처리를 거쳐 연료전지에 투입한다고 밝혔다. 이후 산소는 음극으로, 처리된 석탄은 양극 챔버로 들어가 산화물 막을 통해 직접 산화 반응을 일으키고 전기를 생산하는 구조다.

이 기술은 기존 석탄 화력발전과 달리 연소와 증기 터빈 과정을 제거한 것이 특징이다. 기존 방식이 연소–열–증기–터빈을 거치는 구조라면, 해당 기술은 전기화학반응으로 에너지를 직접 전환한다. 연구팀은 이 과정에서 에너지 손실을 줄여 전환 효율이 최대 90%에 이를 가능성이 있다고 주장했다.

이산화탄소 처리 방식도 포함됐다. 석탄 반응 과정에서 발생하는 이산화탄소는 즉시 포집되며, 대기 배출 없이 촉매 반응을 통해 합성가스 등 화학 원료로 전환되거나 탄산수소나트륨 등으로 안정화될 수 있다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 이 기술이 대규모 전력이 필요한 데이터센터 전력 수요에도 활용될 수 있다고 밝혔다. 석탄을 태우지 않고 직접 전기를 생산하는 방식이면서도 기저 전력 공급과 배출 저감을 동시에 겨냥할 수 있다는 점을 강조했다.

해당 연구는 2018년 이후 단계적으로 진행됐으며, 기존 직접 탄소 연료전지의 낮은 전력 밀도와 짧은 수명 문제를 개선했다고 연구팀은 설명했다. 최신 설계에서는 스택 확장성과 장기 안정성, 탄소 전환 효율을 개선했다고 밝혔다.

셰허핑 연구팀은 적용 범위를 지하 약 1.9km 깊이의 심부 석탄층까지 확장할 수 있다고 제시했다. 이를 통해 채굴과 운송 없이 현장에서 직접 전기를 생산하는 방식도 가능하다고 설명했다.

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