चीन ने शून्य उत्सर्जन वाली दुनिया की पहली 'कोयला बैटरी' बनाई

चीनी शोधकर्ताओं ने एक ज़बरदस्त 'ज़ीरो-कार्बन-उत्सर्जन डायरेक्ट कोल फ़्यूल सेल' (ZC-DCFC) पेश किया है, जो कोयले से मिलने वाली ऊर्जा को पूरी तरह से बदल देता है। 

शेन्ज़ेन यूनिवर्सिटी में Xie Heping के नेतृत्व में, यह आविष्कार पारंपरिक दहन प्रक्रिया को छोड़ देता है - यही वह प्रक्रिया है जो पारंपरिक पावर प्लांट में भारी मात्रा में कार्बन उत्सर्जन और ऊर्जा की बर्बादी के लिए ज़िम्मेदार होती है। 

इलेक्ट्रोकेमिकल ऑक्सीडेशन का इस्तेमाल करके, यह सिस्टम कोयले की रासायनिक ऊर्जा को सीधे बिजली में बदल देता है।

यह क्लोज्ड-लूप टेक्नोलॉजी न केवल वातावरण में कार्बन डाईऑक्साइड को जाने से रोकती है, बल्कि इसे वहीं पर पकड़ भी लेती है और इसे सिंथेसिस गैस या सोडियम बाइकार्बोनेट जैसे कीमती रासायनिक फ़ीडस्टॉक में बदल देती है। 

यह विकास कोयले के पर्यावरणीय प्रभाव के बारे में लंबे समय से चली आ रही मान्यताओं को चुनौती देता है और शायद जीवाश्म ईंधन के विशाल भंडार का इस्तेमाल करने का एक ज़्यादा साफ़-सुथरा तरीका देता है। 

चीन का दुनिया का पहला कोल फ़्यूल सेल ‘ZC-DCFC’  

ZC-DCFC बिजली बनाने के लिए एक सीधा इलेक्ट्रोकेमिकल तरीका है, क्योंकि बिजली बिना ईंधन जलाए बनती है, इसलिए ZC-DCFC 'थर्मल-से-मैकेनिकल' रूपांतरण की सीमाओं को पार कर जाता है- यह एक ऐसी दक्षता की कमी है, जो पारंपरिक थर्मल पावर उत्पादन में दहन और गर्मी को गति में बदलने की वजह से होती है।

कोयले (या इसी तरह के पदार्थ) को एनोड चैंबर में डाला जाता है, जहाँ उसे पीसा और शुद्ध किया जाता है (आमतौर पर किसी तरह के कार्बन स्रोत का इस्तेमाल करके)। 

कार्बन झिल्ली पर एक इलेक्ट्रोकेमिकल ऑक्सीडेशन प्रक्रिया से गुज़रता है और कोयले से बिजली बनाता है, जिसमें कोई भी बीच की यांत्रिक प्रक्रिया शामिल नहीं होती, जिससे 'थर्मल-से-मैकेनिकल' ऊर्जा रूपांतरण में होने वाली बर्बादी से बचा जा सके।

कोयले को जलाने के बजाय फ़्यूल सेल का इस्तेमाल करने से ZC-DCFC उन ऊँचे तापमान वाली लपटों और भाप चक्रों से बच जाता है, जिनसे थर्मल ऊर्जा की बर्बादी होती है। नतीजतन, ZC-DCFC की सैद्धांतिक दक्षता पारंपरिक प्लांटों की तुलना में बहुत ज़्यादा होती है और उम्मीद है कि यह पारंपरिक कोयला-आधारित पावर प्लांटों की दक्षता से दोगुनी होगी।

ZC-DCFC सिस्टम की मुख्य विशेषता

ZC-DCFC सिस्टम की एक मुख्य विशेषता यह है कि यह कार्बन उत्सर्जन को सीधे उसके स्रोत से ही पकड़ लेता है। एनोड के निकास पर होने वाली इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रिया से कार्बन डाईऑक्साइड का एक बहुत ही शुद्ध रूप बनता है। 

इसे वातावरण में छोड़ा नहीं जाता, बल्कि कैटेलिसिस के ज़रिए इसे किसी उपयोगी कच्चे माल (फीडस्टॉक) में बदल दिया जाता है- जैसे कि सिनगैस, या फिर उम्मीद है कि इसे किसी खनिज रूप में बदल दिया जाएगा, जैसे कि सोडियम बाइकार्बोनेट। 

इस प्रक्रिया से कार्बन डाइऑक्साइड, जोकि आमतौर पर पर्यावरण के लिए एक समस्या मानी जाती है, एक उपयोगी औद्योगिक उत्पाद में बदल सकती है।

कोयले और उसके प्रकार 

कोयला एक जलने वाला, कार्बन से भरपूर सेडिमेंट्री पत्थर है जो प्रागैतिहासिक पौधों के अवशेषों से बनता है। इसका इस्तेमाल मुख्य रूप से बिजली बनाने और स्टील बनाने जैसी औद्योगिक प्रक्रियाओं में किया जाता है।

यह दुनिया भर में ऊर्जा का एक बड़ा स्रोत है, लेकिन साथ ही कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन और जलवायु परिवर्तन में भी इसका बड़ा योगदान है। इसके मुख्य प्रकारों में एन्थ्रेसाइट, बिटुमिनस, सब-बिटुमिनस और लिग्नाइट शामिल हैं।

चीन और भारत दुनिया भर की लगभग 70% माँग को पूरा करते हैं; चीन की खपत बाकी पूरी दुनिया की कुल खपत से भी ज़्यादा है।

भारत के पास कोयले के विशाल भंडार हैं; अप्रैल, 2025 तक अनुमानित भंडार (लिग्नाइट सहित) 400 अरब टन से ज़्यादा था।

भारत में कोयला मुख्य रूप से झारखंड, ओडिशा, पश्चिम बंगाल, छत्तीसगढ़ और मध्य प्रदेश जैसे राज्यों में पाया जाता है।