Mineralización electro-biasada auto-dirigida a través de la ingeniería de campo programable para la eliminación de carbono oceánico eficiente en energía

RESUMEN La eliminación de carbono a escala de gigatoneladas exige permanencia geológica a bajo costo de tierra, agua y energía. Los caminos oceánicos son prometedores, pero muchas rutas electroquímicas requieren grandes cambios de pH, membranas/sorbentes, y sufren de ensuciamiento. Reportamos la mineralización electro-biasada auto-dirigida como una ruta práctica para la eliminación de carbono oceánico. Los electrodos porosos de núcleo-cáscara programan campos interfaciales que dirigen el transporte de Ca²⁺/CO₃²⁻ y desencadenan la cristalización en poro en agua de mar simulada, sin pilas de membranas o grandes cambios de pH en masa. La intensidad del campo es ajustable a través de la relación núcleo/cáscara, la química de polímeros y la densidad de carga fija, permitiendo que la arquitectura ofrezca una operación resistente al ensuciamiento y de larga duración (>2000 h), ~25% de conversión de DIC bajo flujo. Una celda de 400 cm² y un reactor agitado simple de 100 litros muestran que el campo uniforme a microm escala preserva el rendimiento bajo escalado de área de geometría y permite la expansión de capacidad con bajo costo. El análisis tecno-económico proyecta un consumo de energía de 44 kJ mol⁻¹ CO₂ y un costo de 139 t⁻¹ CO₂. Extendiendo más allá de CaCO₃, precipitamos fases adicionales poco solubles (CaF₂, BaSO₄, PbSO₄) de salmueras complejas, estableciendo una plataforma que también apoya la recuperación de recursos. Estos resultados cambian la mineralización oceánica de la manipulación de solución masiva al diseño programable del entorno de reacción, avanzando un camino escalable y rentable para la eliminación de carbono relevante para el clima.