Pembakaran looping kimia adalah teknik yang memanfaatkan oksida logam sebagai pengganti udara dalam proses pembakaran bahan bakar. Sistem ini biasanya menggunakan unggun terfluidisasi untuk mengedarkan oksida logam ke dalam ruang reaksi, di mana mereka menyediakan oksigen yang diperlukan untuk pembakaran. Oksida logam kemudian diedarkan kembali ke area yang berbeda di mana lebih banyak oksigen dapat ditambahkan. Karena hanya oksigen murni yang digunakan dalam proses pembakaran, tidak ada nitrogen oksida yang dihasilkan. Gas buang dari proses pembakaran looping kimia biasanya terutama terdiri dari karbon dioksida (CO2) dan uap air, sehingga metode ini dapat berguna untuk menyerap karbon dengan cara yang ekonomis.
Dalam proses pembakaran perulangan kimia, biasanya ada dua reaktor berbeda yang saling berhubungan dalam beberapa cara. Salah satu reaktor ini berisi bahan bakar dari beberapa jenis yang membutuhkan oksigen untuk membakar. Oksida logam disirkulasikan, biasanya melalui unggun terfluidisasi, ke dalam reaktor ini. Oksida logam kemudian digunakan untuk mengoksidasi bahan bakar. Begitu ada oksigen dalam bahan bakar, itu bisa terbakar.
Setelah oksida logam dilepaskan oksigennya di reaktor pertama, mereka disirkulasikan kembali ke dalam reaktor udara. Ketika logam tereduksi masuk ke ruangan ini, ia terkena udara, di mana ia dapat mengambil lebih banyak atom oksigen dan menjadi teroksidasi lagi. Proses ini kemudian diulang, karena logam yang baru teroksidasi disirkulasikan kembali ke dalam reaktor bahan bakar dan digunakan untuk memfasilitasi siklus pembakaran lainnya.
Ketika semua jenis bahan bakar dibakar dengan adanya udara, sejumlah produk sampingan terbentuk. Masing-masing elemen berbeda yang ada di udara dan bahan bakar dapat berinteraksi dengan berbagai cara, menciptakan sejumlah kombinasi kimia. Karbon dioksida adalah salah satu komponen utama dari sebagian besar gas buang, tetapi karena adanya nitrogen di udara, sebagian besar proses pembakaran menghasilkan produksi nitrogen oksida juga. Pembakaran oxy-fuel mengacu pada proses di mana oksigen dipisahkan dalam beberapa cara dari udara, yang menyederhanakan reaksi kimia yang terjadi selama pembakaran. Pembakaran looping kimia adalah salah satu jenis proses pembakaran oxy-fuel.
Manfaat utama dari pembakaran perulangan kimia adalah bahwa isi dari gas buang dapat disederhanakan. Mungkin sulit dan mahal untuk memisahkan karbon dioksida dari nitrogen oksida, atau untuk menyerap karbon langsung dari udara. Proses pemisahan uap air dari karbon dioksida secara signifikan lebih mudah, sehingga gas buang yang dihasilkan oleh pembakaran looping kimia mengandung karbon dioksida yang lebih murah untuk diserap.