Oksipolttoaine on polttoaineen polttaminen puhtaalla hapella ilman hapen, typen ja hiilidioksidin seoksen sijasta. Kun polttoaine poltetaan käyttämällä puhdasta happea, kaikki hiilidioksidipitoisuudet voidaan varastoida ilman tarvetta poistaa typpeä, mikä on kriittinen vaihe jätteiden puhdistamisessa voimalaitoksissa. Voimalaitosten vapauttamat kaasut ovat 75% typpeä, joka on poistettava kaikista hiilidioksidihöyryistä. Lupaavin sovellus on hiilivoimaloissa, mutta myös kaasuturbiini-, hapentuotanto- ja hitsaussovellukset voivat hyötyä.
Hiilivoimalaitokset voidaan konfiguroida polttamaan happipolttoainetta muuttamatta kattilan rakennetta, vaikka palolämpötila on korkea useimmissa kattiloissa. Happipolttoaineen palamisprosessin tuloksena on hiili, jonka palamislämpötila on paljon korkeampi, mutta tätä voidaan hallita sekoittamalla happea muiden laitosprosessien höyryn tai savukaasun kanssa. Typpi on läsnä kattilassa vain pieninä pitoisuuksina, ja vähän typpeä tai typpioksidia muodostuu ilman saastuttamiseksi.
Savukaasu, joka syntyy fossiilisten polttoaineiden polttamisesta happipolttoaineella, ei sisällä typpeä. Hiilidioksidi ja vesi ovat kaasun pääkomponentteja, jotka voidaan konsentroida lähes puhtaan hiilidioksidin virtoihin. Etuna on, että jäljellä oleva kaasu voidaan puristaa, kuivata ja puhdistaa paljon nopeammin ja edullisemmin kuin perinteiset menetelmät ennen varastointiin siirtämistä.
Kaasuturbiinisykliä parannetaan käyttämällä happipolttoainetta, mutta koska kaasuturbiinien siivet eivät siedä hyvin korkeita lämpötiloja, turbiinit tarvitsevat uudelleensuunnittelun toimiakseen hapettuneen polttoaineen kanssa. Modifioidusta turbiinista lähtevä korkean lämpötilan savukaasu tekee höyrykierron tehokkaammaksi. Happopolttoainehitsaus ja -leikkaus tarjoavat myös hitsaajille paremman hallinnan siitä, kuinka paljon lämpöä syntyy, joten hitsausvyöhykkeen lämpötila voidaan pitää turvallisella tasolla. Hitsaushelmen kokoa ja muotoa on helpompi hallita, ja muutokset, joita tarvitaan happipolttoaineen käyttämiseen hitsauksessa, ovat melko yksinkertaisia.
Happopolttoaineen täydellisiä sovelluksia kehitetään edelleen. Tekniikkaa on testattu Yhdysvalloissa, Kanadassa, Euroopassa ja Japanissa, ja tekniikan monimutkaisuus ja riskit ovat houkuttelevia. Puhtaasti palavien hiilivoimaloiden ja ympäristön kannalta turvallisempien sähköntuotantotilojen kysyntä voi aiheuttaa suuren määrän happipohjaisia polttoainejärjestelmiä teknologian edetessä. Myös hapen tuottaminen ja sen erottaminen ilmasta halvemmalla kuin kryogeeniset menetelmät voivat olla mahdollisia.