Des chercheurs chinois ont présenté la ZC-DCFC (Zero-Carbon Direct Coal Fuel Cell), une batterie électrochimique qui convertit directement le carbone en électricité sans combustion ouverte. Au lieu de brûler le charbon pour générer de la vapeur et faire tourner des turbines, le système l’utilise comme combustible dans un circuit scellé :
- À l’anode, le carbone libère des électrons.
- Ces électrons voyagent à travers un circuit externe et génèrent du courant.
- À la cathode, l’oxygène capte les électrons et complète la réaction.
Le résultat est un processus plus efficace, avec des pertes thermiques bien moindres que dans une centrale conventionnelle.
Principaux avantages
- Efficacité énergétique : jusqu’à 80 % en laboratoire ; dans des conditions réelles, entre 55–60 %.
- Émissions concentrées : le CO₂ est généré dans un flux pur, ce qui facilite sa capture et son stockage.
- Réduction des polluants : évite le mélange de gaz typique de la combustion (azote, particules, cendres).
Contexte énergétique en Chine
Selon l’International Energy Agency, en 2024, 60 % de l’électricité chinoise provenait du charbon. En 2025, 78 GW de nouvelle puissance thermique ont été ajoutés, équivalant à des dizaines de centrales.
Dans ce contexte, la ZC-DCFC ne cherche pas à éliminer immédiatement le charbon, mais à le rendre moins nocif tout en progressant vers les énergies renouvelables.
Capture et utilisation du CO₂
La concentration des émissions ouvre la voie à :
- Stockage géologique.
- Minéralisation pour le convertir en roche solide.
- Réutilisation industrielle dans des procédés chimiques ou des matériaux de construction.
Des exemples comme Climeworks en Islande explorent déjà ces voies, et la Chine recherche des solutions similaires près des zones minières.
Défis techniques
- Préparation du charbon : broyage à moins de 10 microns, élimination du soufre et des impuretés.
- Haute température : entre 600 °C et 900 °C, ce qui génère des problèmes de corrosion et de fatigue thermique.
- Impuretés : le soufre, le chlore et les métaux alcalins attaquent les électrodes.
- Opération continue : toute interruption du flux peut bloquer la cellule.
Idées innovantes
Une proposition est d’installer ces cellules directement dans les mines souterraines (1.000–2.000 mètres de profondeur). Là, le charbon serait transformé en électricité sans transport à la surface, tandis que le CO₂ serait stocké dans le sous-sol. Bien que théoriquement efficace, cela pose des défis de sécurité et de maintenance.
La « batterie de charbon » n’est pas une solution définitive, mais une technologie de transition : elle réduit l’impact du charbon tout en progressant vers son remplacement. Sa plus grande valeur réside dans le concept : générer de l’énergie en contrôlant les émissions dès l’origine. Si elle parvient à s’étendre, elle pourrait s’intégrer aux systèmes de capture et utilisation du carbone (CCUS) et devenir une étape importante dans la transition énergétique mondiale.
