Ilustración esquemática de un ciclo completo de E-TVSA. Crédito: Materiales avanzados (2025). Doi: 10.1002/ADMA.202504542
Direct Air Capture (DAC) es una tecnología que filtra dióxido de carbono presente en la atmósfera a concentraciones extremadamente bajas (por debajo de 400 ppm). Un equipo de investigación de Kaist ahora ha logrado capturar más del 95% de dióxido de carbono de alta pureza utilizando solo baja potencia en el nivel de voltaje de carga de teléfonos inteligentes (3V), sin vapor caliente o instalaciones complejas.
Si bien el alto costo de energía ha sido el mayor obstáculo para las tecnologías de DAC convencionales, este estudio se considera un avance que demuestra un potencial de comercialización real. Las solicitudes de patentes en el extranjero ya se han presentado, y debido a que se puede vincular fácilmente con energía renovable, como la energía solar y eólica, la tecnología se destaca como un cambio de juego para acelerar la transición a los procesos neutrales con carbono.
El equipo de investigación del profesor Dong-Yeun Koh del Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular, en colaboración con el grupo del profesor T. Alan Hatton en el Departamento de Ingeniería Química del MIT, desarrolló esta tecnología E-DAC ultraeficiente (captura de aire directa electrificada) del MIT.
Los procesos DAC convencionales requieren vapor de alta temperatura (más de 100 ℃) en la etapa de regeneración, donde el dióxido de carbono absorbido o adsorbido se separa nuevamente. Este proceso consume alrededor del 70% de la energía total, lo que dificulta la eficiencia energética y requiere sistemas complejos de intercambio de calor, lo que dificulta la reducción de costos.
El equipo de investigación conjunta resolvió este problema con las fibras que se calientan eléctricamente, adoptando el calentamiento de Joule, un método que genera calor pasando directamente la electricidad a través de fibras, similar a una manta eléctrica. Al calentar solo cuando sea necesario sin una fuente de calor externa, la pérdida de energía se redujo drásticamente.
Esta tecnología puede calentar rápidamente las fibras a 110 ℃ en 80 segundos con solo 3V, el nivel de energía de carga de teléfonos inteligentes. Esto acorta los ciclos de adsorción-desorción dramáticamente incluso en entornos de baja potencia, al tiempo que reduce la pérdida de calor innecesaria en aproximadamente un 20% en comparación con las tecnologías existentes.
El núcleo de esta investigación no fue solo hacer fibras conductoras, sino darnos cuenta de un recubrimiento conductor transpirable que logra tanto la conductividad eléctrica como la difusión de gas. Los resultados son publicado en la revista Materiales avanzados.
El equipo aparece en fibra porosa con recubrimiento uniforme con un compuesto de nanocables de plata y nanopartículas, formando una capa de aproximadamente 3 micrómetros (µm) de grosor, mucho más delgados que un cabello humano. Esta estructura porosa continua 3D permitió una excelente conductividad eléctrica al tiempo que aseguraba las vías para que las moléculas de CO₂ se muevan suavemente hacia las fibras, permitiendo una captura de CO₂ uniforme, rápida y eficiente simultáneamente.
Además, cuando múltiples fibras se modularon y conectaron en paralelo, la resistencia total cayó por debajo de 1 ohm (Ω), lo que demuestra la escalabilidad para los sistemas a gran escala. El equipo logró recuperar más del 95% de Co₂ de alta pureza en condiciones atmosféricas reales.
Este logro fue el resultado de cinco años de investigación en profundidad. Sorprendentemente, a fines de 2022, mucho antes de la publicación del periódico, la tecnología central ya se había presentado para PCT y patentes nacionales/internacionales (WO2023068651a1, países ingresados: EE. UU., EP, JP, AU, CN), asegurando los derechos de propiedad intelectual fundamental. Esto indica que la tecnología no solo está altamente avanzada, sino que también se desarrolla con la comercialización práctica en mente más allá del nivel de laboratorio.
La mayor innovación de esta tecnología es que se ejecuta únicamente en la electricidad, lo que hace que sea muy fácil integrarse con fuentes de energía renovables como la energía solar y el viento. Coincide perfectamente con las necesidades de las empresas globales que han declarado RE100 y buscan transiciones de procesos neutrales en carbono.
El profesor Dong-yeun Koh de Kaist dijo: “La captura de aire directo (DAC) no es solo una tecnología para reducir las emisiones de dióxido de carbono, sino un medio clave para lograr” emisiones negativas “al purificar el aire mismo. La tecnología DAC basada en fibra conductiva que desarrollamos puede aplicarse no solo a sitios industriales, sino también a los sistemas urbanos, significativamente contribuyendo a la nación de Corea en el salto de Fibra en el futuro en una nación principal en el futuro DAC, se puede aplicar no solo a los sitios industriales.
Más información: Young Hun Lee et al, Diseño de sorbentes de fibra electrificados para la captura de aire directo con adsorción de balanceo de vacío de temperatura de temperatura eléctrica, materiales avanzados (2025). Dos: 10.1002/ADMA.202504542
Proporcionado por el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST)
Cita: la tecnología de fibra logra la captura de CO₂ de alta pureza con el consumo de energía a nivel de teléfono inteligente (2025, 25 de agosto) Recuperado el 25 de agosto de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-08-fiber-technology-high-purity-capture.html
Este documento está sujeto a derechos de autor. Además de cualquier trato justo con el propósito de estudio o investigación privada, no se puede reproducir ninguna parte sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona solo para fines de información.
