美國俄亥俄州立大學(xué)的一個(gè)研究組歷時(shí)兩年開發(fā)了一種清潔用煤的方式，在燃燒系統(tǒng)方面的研究取得了重大進(jìn)展。該研究組能在不通過空氣助燃的情況下以化學(xué)方法實(shí)現(xiàn)煤炭清潔利用，并可以捕獲反應(yīng)過程中產(chǎn)生的99%的二氧化碳。

該技術(shù)的要點(diǎn)是如何在燃料中加入氧化金屬微粒實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)。在研究小組開發(fā)的煤直接化學(xué)循環(huán)技術(shù)中，使用的燃料是煤粉，氧化金屬微粒是氧化鐵粉。其中煤粉的直徑為100 μm左右，相當(dāng)于人頭發(fā)絲的粗細(xì)；氧化鐵粉的直徑約為1.5mm～2mm。

將煤和氧化鐵粉混合加熱至高溫后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。煤中的碳和氧化鐵中的氧反應(yīng)后生成近純的二氧化碳被排到收集器中，剩下高溫的鐵和煤灰。因鐵粉的直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于煤灰，因此可以很容易將煤灰從系統(tǒng)中分離，而高溫鐵粉則可用來發(fā)電，然后與空氣接觸再次氧化后循環(huán)使用。

盡管這個(gè)過程相對復(fù)雜，但其有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是可以得到純二氧化碳?xì)饬?，很容易捕捉和?chǔ)存；二是燃燒的鐵在相對低溫度的環(huán)境就可以發(fā)生反應(yīng)，不會(huì)產(chǎn)生氧化氮。

該技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)取得成功，研究小組的實(shí)驗(yàn)裝置連續(xù)運(yùn)行203個(gè)小時(shí)后被主動(dòng)中止。利用該技術(shù)的大型試驗(yàn)裝置已經(jīng)開始建設(shè)，預(yù)計(jì)2013年底開始運(yùn)行。

按照美國能源部的規(guī)定，清潔能源技術(shù)的發(fā)電成本不能高于現(xiàn)有發(fā)電技術(shù)的35%，同時(shí)能收集產(chǎn)生的90%以上的二氧化碳。研究人員相信他們的技術(shù)將會(huì)超過能源部的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。