중국 연구진이 전통적인 화력 발전 방식보다 효율이 높고 오염물질 배출은 거의 없는 세계 최초의 석탄 기반 연료전지를 개발했다.
중국공정원 아카데미 회원이자 선전대학교 교수인 셰허핑(Xie Heping) 팀이 개발한 이 시스템은 석탄을 태우는 대신 ‘전기화학적 산화’ 반응을 통해 화학 에너지를 전기로 직접 변환한다. 기존의 석탄 가스화 복합 발전(IGCC) 방식이 약 45%의 에너지 변환 효율에 그치고 kWh당 800g 이상의 이산화탄소를 배출하는 것과 대조적이다.
이 장치의 작동 원리는 정밀하게 가공된 석탄 가루에 산소를 주입해 전기화학 반응을 일으키는 방식이다. 증기를 만들거나 터빈을 돌릴 필요가 없기 때문에 소음이 거의 없고 오염물질 배출도 최소화된다.
특히 발전 과정에서 발생하는 이산화탄소는 즉시 포집되어 산업용 가스나 제조용 화합물 등 유용한 자원으로 전환된다. 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 이 공정이 매우 조용하게 운영되며 환경 오염을 획기적으로 줄였다고 보도했다.
셰 교수는 이 기술이 지표면으로 끌어올리기에는 비용이 너무 많이 드는 지하 2km 깊이의 심층 석탄층에서 특히 유용할 것이라고 설명했다. 석탄을 지상으로 캐내는 대신 현장에서 즉시 전기로 변환해 전력만 지상으로 송전하는 방식이다. 이는 고갈되어가는 접근 용이한 석탄 매장량 문제를 해결하는 데 도움을 줄 수 있다.
연구팀은 2018년부터 내구성과 연료 공급 방식 등 기술적 난제들을 개선해 왔으나, 상용화까지는 여전히 갈 길이 멀다. 셰 교수는 실험실 수준의 성과를 광범위한 상업적 이용으로 확장하기 위해서는 정교한 비용 계획이 필요하며, 2045년 이전에는 기존 발전 방식에 비해 가격 경쟁력을 확보하기 어려울 것으로 내다봤다.
