A Comparative Review of Biological, Electrochemical, and Membrane-Based Methods for Direct Ocean Carbon Capture

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Researchers can use this review to identify key challenges and promising directions in ocean carbon capture technology.

🏢実務担当者:Practitioners in carbon removal startups can assess the TRL and scalability of each method.

🏛政策担当者:Policymakers can understand the current state and future potential of ocean carbon capture for climate targets.

直接海洋炭素回収（DOC）は、大気中のCO2濃度を緩和し、海洋酸性化に対処するための有望な戦略として浮上している。直接空気炭素回収法とは異なり、DOCは海洋の広大な炭素貯蔵能力を活用し、二酸化炭素除去のための拡張可能かつ効率的な経路を提供する。本系統的比較レビューは、既存のDOC手法を3つのタイプに分類する：（1）微細藻類と海洋微生物による光合成に依存する生物学的炭素回収、（2）水の電気分解を利用してH+およびOH−イオンを生成し、pH駆動型CO2除去を行う電気化学的炭素回収、（3）中空糸膜を用いて海水からCO2を直接分離する物理的炭素回収。各技術について、効率、エネルギー消費、コスト、技術成熟度（TRL）、拡張性、および主要な課題を評価する。最近のパイロットデータを統合し、批判的評価を提供することにより、本レビューは海水直接CO2回収における将来の研究のためのロードマップを提示する。比較分析により、電気化学的手法は最高の効率（60〜85%）を達成するが、膜ファウリングと電極劣化の課題に直面し、生物学的手法は低エネルギー運転を提供するが、反応速度が遅く回収コストが高いという欠点があり、膜ベースの手法は高い除去率（最大94%）を提供するが、ファウリング耐性の向上が必要であることが明らかになった。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Direct ocean carbon capture (DOC) has emerged as a promising strategy for mitigating atmospheric CO2 levels and addressing ocean acidification. Unlike direct air carbon capture methods, DOC leverages the ocean’s vast carbon storage capacity, offering a scalable and efficient route for carbon dioxide removal. This systematic comparative review categorizes existing DOC methods into three types: (1) biological carbon capture, which relies on photosynthesis by microalgae and marine microorganisms; (2) electrochemical carbon capture, which utilizes water electrolysis to generate H+ and OH− ions for pH-driven CO2 removal; and (3) physical carbon capture, which employs hollow fiber membranes to directly separate CO2 from seawater. For each technology, we evaluate efficiency, energy consumption, cost, technology readiness level (TRL), scalability, and major challenges. By integrating recent pilot data and providing a critical assessment, this review offers a roadmap for future research in direct seawater CO2 capture. The comparative analysis reveals that electrochemical methods achieve the highest efficiency (60–85%) but face membrane fouling and electrode degradation challenges, while biological methods offer low-energy operation but suffer from slow kinetics and high harvesting costs, and membrane-based methods provide high removal rates (up to 94%) but require improved fouling resistance.

• openalex https://doi.org/10.3390/ma19091763first seen 2026-05-17 06:35:14 · last seen 2026-06-08 04:59:01