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近日，国际能源署(IEA)发布的《21世纪的煤炭》报告中，总结了四种未来煤炭利用技术。其中有些技术代表了不同的煤炭发电平台，虽然还处于早期发展阶段，但这些技术可能代表着煤炭利用的重大进步。这四种未来煤炭利用技术包括先进碳燃料电池、化学链燃烧、闭式布雷顿循环和增压富氧燃烧。

作为未来几十年发展进程中的重点，燃料电池将有希望使燃煤电厂的热效率跨入新阶段。《报告》指出，先进碳燃料电池技术包括直接碳燃料电池和整体煤气化燃料电池。

直接碳燃料电池(DCFC)采用消耗粉煤的阳极系统。阴极系统消耗周围空气中的氧气。低电压电池(0.6~0.9伏直流电)堆栈获得高直流电压和电流，随后转变成标准交流电力。阳极废气富含二氧化碳，电池工作温度范围为650℃~1000℃。

DCFC的主要吸引力在于，只需花费与传统粉煤电厂相当的成本就可以建立一座全规模的一体化发电厂，并获得非常高的煤—电转换效率(有可能超过60%)。

目前，DCFC技术处于实验室规模发展阶段，电力输出不到1千瓦。基于这种技术的全规模发电厂需要放大约10万倍，并需要投入大量的时间和工作将这一技术实现实际使用。

虽然DCFC电化学概念已经得到证实，但仍然面临重大挑战，包括如何开发经济合理的煤炭原料预处理系统以满足DCFC质量要求。

同时，实现DCFC电池与电池堆5年寿命的目标，也需要付出巨大努力，以便能经济地处理在预处理过程中未从煤炭中去除的污染物，如硫、氮、卤素和灰成分等。

此外，还需要为DCFC电池进行经济、耐用和可维护的设计，包括为单个电池供应空气和煤炭，无泄漏与旁路等问题。

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