Αντιδραστήρας λιθάνθρακα «παράγει ενέργεια χωρίς καύση και CO2»

"Πράσινο" κάρβουνο

Μέσα στον αντιδραστήρα ο κονιορτοποιημένος άνθρακας αντιδρά με σφαιρίδια σκουριάς (Πηγή: Jo McCulty, Ohio State University)  

Η αξιοποίηση του λιθάνθρακα στην ηλεκτροπαραγωγή θα μπορούσε να γίνει πιο καθαρή χάρη σε έναν πειραματικό αντιδραστήρα στις ΗΠΑ, ο οποίος καίει το κάρβουνο χωρίς φλόγα και κατακρατεί το 99% του διοξειδίου του άνθρακα πριν διαρρεύσει στην ατμόσφαιρα.Η αξιοποίηση της τεχνολογίας CDCL (Άμεσος Χημικός Βρόχος Άνθρακα) «θα μας βοηθούσε να προωθήσουμε την ενεργειακή μας αυτάρκεια [...] διατηρώντας τον αέρα καθαρό» δήλωσε ο Νταουέι Ουάνγκ, μέλος της ερευνητικής ομάδας στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Οχάιο.

Στους συμβατικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, ο λιθάνθρακας αντιδρά με το ατμοσφαιρικό οξυγόνο και απελευθερώνει θερμότητα, η οποία τροφοδοτεί τελικά τη γεννήτρια παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος.

Στον αντιδραστήρα CDCL, η χημική αντίδραση καύσης είναι ελεγχόμενη και δεν βασίζεται στο ατμοσφαιρικό οξυγόνο. Ο λιθάνθρακας εισάγεται στον αντιδραστήρα στη μορφή κόκκων με διάμετρο 100 μικρόμετρα, όσο το πάχος μιας ανθρώπινης τρίχας. Το οξυγόνο εισάγεται ταυτόχρονα στον θάλαμο καύσης στη μορφή σφαιριδίων σκουριάς (οξειδίων του σιδήρου) τα οποία είναι αρκετά μεγαλύτερα, περίπου 1,5 με 2 χιλιοστά.

Το μείγμα θερμαίνεται, οπότε ο άνθρακας του λιθάνθρακα ενώνεται με οξυγόνο που απελευθερώνεται από τη σκουριά, οπότε παράγεται αέριο διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο κατακρατείται από φίλτρα σε ποσοστό 99%. Το μόνο που μένει στον αντιδραστήρα είναι στάχτη άνθρακα και καυτά σφαιρίδια σιδήρου.

Χάρη στο μεγάλο τους μέγεθος, τα σφαιρίδια αυτά απομονώνονται από τη στάχτη και μεταφέρονται σε έναν δεύτερο θάλαμο, όπου απελευθερώνουν τη θερμότητά τους προκειμένου να αξιοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρισμού.

Το CO2 διατηρείται αποθηκευμένο, η στάχτη του άνθρακα απορρίπτεται και τα σφαιρίδια σιδήρου μπορούν να ανακυκλώνονται επ΄άπειρον, αφού εκτίθενται σε αέρα μέσα στον αντιδραστήρα και μετατρέπονται εκ νέου σε σκουριά.

Στην τελευταία δοκιμή, ο αντιδραστήρας CDCL στο Οχάιο λειτούργησε χωρίς διακοπή για 203 ώρες, προσφέροντας θερμική ισχύ 25 kilowatt.

Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η τεχνολογία «είναι τώρα έτοιμη για δοκιμές μεγαλύτερης κλίμακας».

Επισημαίνουν μάλιστα ότι ο αντιδραστήρας υπερβαίνει τους στόχους για την καθαρή ενέργεια που έχει θέσει το αμερικανικό υπουργείο Ενέργειας, σύμφωνα με τους οποίους το κόστος του ηλεκτρικού ρεύματος δεν πρέπει να αυξάνεται πάνω από 35% και η κατακράτηση άνθρακα δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 90%.

Φίλτρα κατακράτησης του CO₂ εγκαθίστανται σήμερα και σε συμβατικούς σταθμούς λιθάνθρακα, το πρόβλημα όμως είναι ότι μέχρι σήμερα δεν έχουν δοκιμαστεί επαρκώς οι τεχνολογίες μόνιμης αποθήκευσης του διοξειδίου στο υπέδαφος.