摘要 大气中二氧化碳 (CO 2 ) 浓度不断上升——目前已超过 410 ppm——威胁着气候稳定性。虽然点源碳捕集已取得进展，但无法解决弥散的历史排放问题。直接空气捕集 (DAC) 提供了一种互补方法，但受到环境条件下吸附剂再生能耗高的阻碍。受生物能量耦合的启发，我们开发了一种将 CO 2 结合与吸附剂溶解、将 CO 2 释放与重结晶相关联的 DAC 系统。利用诸如 2‐PHA 等支链六脚胺，该系统在 0°C 下从空气中捕集 CO 2 ，并在 40°C 下仅利用机械搅拌而无需大量外部加热即可释放 CO 2 。氨基甲酸酯和碳酸氢盐的放热生成驱动了吸附剂溶解，储存的能量随后在结晶过程中被回收以驱动解吸。这种可逆耦合将大气中的 CO 2 富集至 >95% 的纯度，并可直接与电催化转化相结合。借助定制的电催化剂，直接从空气中捕集的 CO 2 可被还原为一氧化碳 (CO) 或甲酸盐，法拉第效率高达 99%；CO 气流纯度达到 82%，适合直接使用。本研究引入了一种通用的设计原理——将化学捕集与相变耦合——以最大限度地降低再生能量。由此产生的平台具有可扩展性、可再生性和模块化特性，为大气中 CO 2 的捕集与利用提供了一条全新的低能耗途径。
Li 等人 (Mon,) 对该问题进行了研究。