利用相当于智能手机充电电压（3V）水平的电力，也能捕集纯度达95%以上的高纯度二氧化碳的技术已经被开发出来。由于该技术易于与太阳能、风能等可再生能源联动，被视为可加速推进碳中和工艺转型的“游戏规则改变者”，备受关注。
KAIST表示，生命化学工程系Ko Dongyeon教授研究团队与美国麻省理工学院（MIT）化学工程系T. Allan Hatton教授团队通过联合研究，基于导电银纳米纤维，全球首次开发出“超高效率电驱动直接空气捕集（Electrified Direct Air Capture，以下简称e-DAC）”技术，并于25日对外公布。
（自左起）KAIST 生命化学工程系 Ko Dongyeon 教授、MIT 化学工程系 T. Alan Hatton 教授、Lee Younghun 博士。KAIST 提供
View original image直接空气捕集（Direct Air Capture，以下简称DAC）是指直接从大气中极其稀薄（低于400ppm）存在的二氧化碳中进行分离捕集的技术。此前，DAC技术商业化所需的高能耗一直是一大障碍。
DAC工艺在将已吸收或吸附的二氧化碳重新分离（再生）的过程中，需要100摄氏度以上的高温蒸汽，在这一过程中会消耗约70%的总能量，因此能效至关重要。出于同样原因，要在必须配置复杂换热系统的前提下实现经济性并不容易。
相比之下，本次研究展示了DAC实现实质性商业化的可能性。首先，联合研究团队应用了“通电即可自行发热的纤维”，解决了能耗问题。通过引入类似电热毯那样直接向纤维通电产生热量的“电阻加热（焦耳加热）”方式，在无需外部热源的情况下，仅精准加热所需部位，从而减少能量损失，发挥了关键作用。
应用该技术后，仅凭3V这一低电压，就能在80秒内将纤维快速加热至110摄氏度。在低功率环境下，也能大幅缩短吸附与再生之间的循环时间，相比既有技术，可将热损失（显热损失）降低约20%。
本研究的核心不仅在于制造出导电纤维，更在于实现了“会呼吸的导电涂层”，同时满足了“电传导”和“气体扩散”两大条件。
联合研究团队将银纳米线与纳米颗粒混合成复合材料，并以比头发丝更细的3微米厚度，均匀涂覆于多孔纤维表面。
通过这一方式构建的“三维连续多孔结构”，在保证良好导电性的同时，还为二氧化碳分子顺畅进入纤维内部提供了通道，从而实现了均匀而快速的加热，以及高效的二氧化碳捕集。
此外，研究团队还证实，当将大量纤维模块化并并联连接时，整体电阻可降低至1欧姆以下，从而具备扩展至大规模系统的可行性。基于此，联合研究团队在真实大气环境中成功回收了纯度95%以上的高纯度二氧化碳。
联合研究团队自2020年起历时5年开展研究，最终取得上述成果。尤其是在2022年底完成了核心技术的专利合作条约（PCT）以及国内外专利申请，成功获得知识产权。这意味着该技术的研究成熟度已非常高，具备超越实验室阶段、迈向实际商业化的潜力。
仅依靠电力驱动、易于与太阳能、风能等可再生能源联动，是该技术被视为具有革命性优势的主要原因之一。这也契合了宣布加入“RE100”的全球企业在推进碳中和工艺转型方面的需求。
Ko Dongyeon教授表示：“DAC不仅是减少二氧化碳排放的技术，更是实现净负排放、对空气本身进行净化的关键手段。”他还称：“尤其是e-DAC，不仅可广泛应用于工业现场，也能应用于城市型系统，将有助于韩国跃升为未来DAC技术的引领国家。”
另一方面，本次研究由KAIST生命化学工程系博士课程毕业生Lee Younghun博士（现任MIT化学工程系）主导，MIT化学工程系的Lee Junghoon博士和Joo Hwajoo博士作为共同第一作者参与完成。研究成果已于本月1日发表于材料科学领域学术期刊《Advanced Materials》在线版。
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