Năng lượng tế bào nhiên liệu (FCE) đang phát triển pin nhiên liệu nhiệt độ cao có thể hoạt động với các nhà máy khí tự nhiên và than đá để nâng cao hiệu suất và năng lượng sạch hơn. Công ty có trụ sở tại Connecticut đã phát triển một loại pin nhiên liệu mới sử dụng chất điện phân cacbonat nóng chảy. Tế bào điện hóa này có thể thu giữ CO2 từ khí thải của nhà máy điện đồng thời tạo ra điện bổ sung từ khí đốt tự nhiên, than đá hoặc các nhiên liệu khác. Công ty có hơn 100 bằng sáng chế pin nhiên liệu của Hoa Kỳ, các đối tác tên tuổi và giá cổ phiếu tăng vọt. Những gì nó chưa có là lợi nhuận hoặc một dự án lớn cho thấy công nghệ của nó mang lại hiệu quả ở quy mô thương mại.

Pin nhiên liệu là một thiết bị tạo ra điện thông qua phản ứng điện hóa chứ không phải quá trình đốt cháy. Có một số người cho rằng việc tạo ra nhiệt từ hydro mà không cần đốt cháy là độc đáo hoặc kỳ diệu.

Các giải pháp năng lượng thực sự đã đo lường các số liệu để xác định xem việc thay thế toàn bộ lò đốt than hay bổ sung pin nhiên liệu dọc theo nhà máy than có kinh tế hay không. Pin nhiên liệu cacbonat nóng chảy được xác định rõ ràng về khoa học, kỹ thuật, kinh tế và khả năng mở rộng. Có những kẻ giả danh không được xác định và không thực hiện các nghiên cứu chi phí và thiết kế kỹ thuật minh bạch và không làm việc để làm rõ các lợi ích tiềm năng thực tế.

Pin nhiên liệu cacbonat nóng chảy (MCFC) là pin nhiên liệu nhiệt độ cao hoạt động ở nhiệt độ từ 600 °C trở lên.

Pin nhiên liệu cacbonat nóng chảy (MCFC) được phát triển cho khí tự nhiên, khí sinh học (được tạo ra từ quá trình phân hủy kỵ khí hoặc khí hóa sinh khối) và các nhà máy điện chạy bằng than cho các ứng dụng điện, công nghiệp và quân sự. MCFC là pin nhiên liệu nhiệt độ cao sử dụng chất điện phân bao gồm hỗn hợp muối cacbonat nóng chảy lơ lửng trong ma trận gốm xốp, trơ về mặt hóa học của chất điện phân rắn beta-alumina (BASE). Vì chúng hoạt động ở nhiệt độ cực cao từ 650 °C (khoảng 1,200 °F) trở lên, các kim loại không quý [không rõ ràng – thảo luận] có thể được sử dụng làm chất xúc tác ở cực dương và cực âm, giúp giảm chi phí.

Cải thiện hiệu quả là một lý do khác khiến MCFC giảm chi phí đáng kể so với pin nhiên liệu axit photphoric (PAFC). Pin nhiên liệu cacbonat nóng chảy có thể đạt hiệu suất gần 60%, cao hơn đáng kể so với hiệu suất 37–42% của nhà máy pin nhiên liệu axit photphoric. Khi nhiệt thải được thu giữ và sử dụng, hiệu suất nhiên liệu tổng thể có thể lên tới 85%

Thiết kế và tối ưu hóa ba tiêu chí của hệ thống năng lượng dựa trên MCFC với sản xuất và phun hydro: Nỗ lực giảm thiểu lượng khí thải carbon

Mối đe dọa cạn kiệt nhanh chóng nguồn dự trữ nhiên liệu hóa thạch và xả thải các chất gây ô nhiễm do cạn kiệt các nguồn tài nguyên này đã gây ra những hậu quả thảm khốc cho hệ sinh thái. Sử dụng các hệ thống năng lượng hiệu quả, thu hồi nhiệt thải từ các hệ thống này và giảm chu kỳ phát thải carbon dioxide là một cách tiếp cận để ngăn chặn mối đe dọa đang rình rập này trong bối cảnh này. Trong bài báo này, người ta đề xuất sử dụng điện được tạo ra bởi chu trình năng lượng hấp thụ dưới đáy để tạo ra hydro để sử dụng trong hệ thống năng lượng dựa trên tế bào nhiên liệu cacbonat nóng chảy. Hệ thống này được gọi là carbon gần như bằng không vì việc sử dụng nhiệt thải hiệu quả cho phép sử dụng nhiên liệu hydro tối đa và tối thiểu hydro. Khái niệm về chu trình carbon gần như bằng không đang được khám phá từ các quan điểm về công nghệ, kinh tế và môi trường. Cần tối ưu đa tiêu chí để thiết lập điểm vận hành tối ưu của hệ thống đang xem xét nhằm giảm chi phí, giảm phát thải CO2 đồng thời tăng hiệu suất. Phân tích tham số được thực hiện để khám phá các tham số thiết kế quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống đang được xem xét. Bao gồm trong số các yếu tố đang được điều tra là hệ số sử dụng nhiên liệu, mật độ dòng điện, nhiệt độ ống khói (Tstack) và tỷ lệ hơi nước trên carbon (rsc). Sau khi điều tra, người ta phát hiện ra rằng hệ thống được đề xuất có hiệu suất năng lượng và dị ứng lần lượt là khoảng 66.21% và 59.5%. Theo kết quả phân tích dị ứng, MCFC và lò đốt sau được xếp hạng cao nhất về mức độ phá hủy dị ứng (93.12 MW và 22.4 MW, tương ứng). Kết quả tối ưu hóa ba mục tiêu cũng cho thấy rằng điểm giải pháp tối ưu nhất có hiệu suất dị ứng là 59.5%, tổng chi phí là 11.7 ($/gigajoule) và lượng khí thải CO2 là 0.58 tấn/MWh.