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2026-02-23 07:29:00
概念実証システムは、酸化マンガンと電気を使用して現実世界の空気状態から CO₂ を回収します
直接空気回収 (DAC) は、空気から二酸化炭素 (CO₂) を直接除去し、新たな排出を制限する取り組みを補完します。このアプローチは、大気中の既存の CO₂ 蓄積を削減し、将来の蓄積を減らすのに役立ちます。これは、航空、海運、セメント生産などの業界が完全に脱炭素化することが依然として難しい現在、特に重要です。
テッド・サージェント教授の研究室の最近の研究は、低炭素電力を利用した場合の正味マイナス排出への潜在的な手段として、電動DAC技術を進歩させています。
「CO₂は空気中で非常に希釈されており、プロセスは吸着剤の性能や耐久性に影響を与える2つの要素である酸素と湿度の存在下で機能する必要があるため、空気の直接回収は複雑です」と論文の筆頭著者であるZeyan Liu氏は述べた。 「この研究は、そのような状況下でも効果を維持する新しい道を報告しています。」
この研究でチームは、一般的な無機材料である酸化マンガン (MnO₂) を使用して、帯電時に空気から CO₂ を捕捉する新しいタイプの DAC システムを実証します。動作を最適化した後、システムは実際の空気条件下で酸素や湿度の影響をほとんど受けずに CO₂ を捕捉します。電圧を逆にするとCO2が放出されます。
「CO₂ は空気中で非常に希釈されているため、空気の直接捕捉は複雑であり、プロセスは酸素と湿度、つまり吸着剤の性能や耐久性に影響を与える 2 つの要素の存在下で機能する必要があります。この研究は、これらの条件下でも効果を維持する新しい経路を報告しています。」- Zeyan Liu博士研究員
サージェントは、ワインバーグ芸術科学大学のリン・ホプトン・デイビスとグレッグ・デイビスの化学教授であり、ノースウェスタン・エンジニアリングの電気工学およびコンピュータ工学の教授であり、ポーラ・M・トリエネンス持続可能性およびエネルギー研究所の所長でもあります。この研究は、Nature Energy誌に2月13日に掲載された論文「直接空気捕捉のためのCO2の電気的可逆的表面無機化」で発表された。 Liu はサージェントの研究室の博士研究員です。オマール・ファーハ氏、チャールズ・Ｅ・モリソン氏、エマ・Ｈ・モリソン氏（化学教授、化学科長、（厚意）化学生物工学教授）が研究に協力した。この取り組みは、フランスのクールブヴォアにあるパリ近郊に拠点を置く総合エネルギー・石油会社 TotalEnergies が後援するプロジェクトの成果でもあります。
「この論文は、可逆的な表面石化メカニズムを使用した炭素回収の最初の実証である」とサージェント氏は述べた。 「これは、ノースウェスタンがなぜ特別な場所であるのかを示す良い例でもあります。エネルギーと環境に関連する化学と材料科学の問題解決における世界的リーダーであるオマール・ファルハ教授とそのチームと協力することで、彼らの化学的才能と電気化学とシステムに関する私たちのグループの専門知識を組み合わせて、フロンティア材料化学に支えられた顕著な進歩を記録することができました。」
「次のステップは、コストや表面積あたりの効率などの重要な指標をさらに改善する新しい電気化学システムを設計することです。」
この原稿は、電気化学的方法を使用して炭素を捕捉する以前の研究に基づいており、帯電DACの重要な制限である酸素に対する感受性の改善に焦点を当てています。熱に依存する従来の DAC 方式では、かなりのエネルギーを使用します。エネルギーは化石燃料から得られることが多いため、全体的な炭素除去の影響は小さくなります。一部のシステムで使用されている有機材料は、空気中の酸素にさらされると分解したり効果を失ったりする可能性があるため、長期的な運用が困難になります。
#新しい電気方式で空気から二酸化炭素を回収