煤炭在低溫狀態(tài)下轉化為電能的探索

 煤炭仍然是一種重要的能量來源。世界范圍內的煤炭存儲量比石油和天然氣的存儲量要大。如果能夠屏棄傳統(tǒng)的火力發(fā)電廠燃燒煤炭，而是用更有效更環(huán)保的方式使煤炭中的能量釋放出來，我們就可以緩解煤炭燃燒造成大量污染帶來的壓力。George M. Whitesides和他的研究小組就致力于這個問題的研究。他們研制開發(fā)了一種低溫煤炭驅動電池，實驗結果顯示低溫電池是目前正在廣泛研究的高溫電池的一個有效替代品。 

      在通常情況下，象煤炭，石油或者天然氣這些燃料都是更空氣中的氧氣結合而燃燒的。這種情況下，能量以熱能的形式釋放出來，產生大量蒸汽，蒸汽在汽輪機中膨脹，產生壓力，帶動發(fā)電機，發(fā)電機產生電流。 

      直到現在，絕大多數燃料電池都是以氫氣為原料的，而氫氣是從原油，甲醇，甲烷中提取出來的。煤炭是否能夠為燃料電池提供能量呢？在不燃燒的情況下從煤炭中提取能量的實驗，但是一直都進展不大---煤炭的溫度升高太慢造成氧化過程緩慢。高溫電池有可能是解決問題的一個途徑，但是也存在很多技術上的問題。 

       Whitesides和他的研究小組現在已經找到了一個解決方法：一些金屬可以使煤炭快速氧化，研究者將煤粉漿與硫酸混合，加入3正價金屬離子。之后金屬離子只有2正價，將其余電子轉移到陽極正電子。這時金屬離子又可以再次加入到反應之中。 

        Whitesides說，“我們的電池模型現在還是不現實的，但是這一模型證明，從理論上講，煤炭可以直接在低溫狀態(tài)下轉化為電能，這是象低溫電池邁進的一小步。”