Design and Implementation of Direct Air Capture Systems Based on Moisture Swing Adsorption for Efficient Carbon Dioxide Removal

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

🔬研究者:Provides validated design framework and simulation tools for DAC systems using moisture swing adsorption.

🏢実務担当者:Offers cost estimates and scalability insights for potential DAC project developers and investors.

🏛政策担当者:Highlights DAC's viability as a negative emissions technology with declining costs, supporting inclusion in national climate strategies.

直接空気回収（DAC）は、ネガティブエミッションを達成し、パリ協定で定められた気温目標を満たすために必要である。しかし、スケーラビリティとエネルギー需要の課題は依然として残る。本論文は、水分スイング吸着（MSA）を利用した大規模DACシステムのための包括的な設計フレームワークを提示する。これは、湿度サイクルを活用してほぼ等温のエネルギーで吸着剤を再生する革新的な方法であり、熱スイング方式と比較してエネルギー損失を50〜70%削減する。本研究は、モジュール式空気接触器、陰イオン交換樹脂を用いた構造化吸着モノリス、CO2圧縮トレイン、および制御された加湿チャンバーを組み合わせたアーキテクチャを提案し、様々な気候条件下での連続循環運転を可能にする。運動量収支、物質移動、および吸着速度論に関する支配方程式は、有限要素シミュレーションと数値流体力学に情報を提供し、これらは実験室規模の実験データに対して検証される。主要な知見は、1.2〜1.8 mmol CO2/gの作業容量、1〜5 t H2O/t CO2、および現在の規模での平準化コスト$150〜300/t CO2を示し、展開による学習効果により$8〜150/tに低下すると予測される。本フレームワークは、環境変動性、材料耐久性、およびインフラ統合を含む重要なスケールアップの考慮事項に対処する。実践において、MSA-DACは、再生可能エネルギーの統合、モジュール式展開、および炭素利用のための実行可能なネガティブエミッション技術（NET）として位置づけられ、世界の脱炭素化目標を支援する。

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 air capture (dac) is necessary for achieving negative emissions and meeting the temperature targets outlined in the paris agreement. However, challenges of scalability and energy demands persist. This paper presents a comprehensive design framework for large-scale dac systems utilizing moisture swing adsorption (msa), an innovative method that leverages humidity cycles to regenerate sorbents with near-isothermal energy, thereby reducing energy penalties by 50-70% compared to thermal swing alternatives. The study proposes an architecture combining modular air contractors, structured sorbent monoliths using anion exchange resins, co2 compression trains, and controlled humidification chambers, enabling continuous cyclic operation in various climatic conditions. Governing equations for momentum balance, mass transfer, and adsorption kinetics inform finite element simulations and computational fluid dynamics, which are validated against laboratory-scale experimental data. Key findings reveal 1.2-1.8 mmol co2/g working capacities with 1-5 t h2o/t co2 and levelized costs of $150-300/t co2 at current scales, which are projected to decline to $8- 150/t with deployment learning. The framework addresses critical scale-up considerations, including environmental variability, material durability, and infrastructure integration. In practice, msa-dac is positioned as a viable negative emissions technology (net) for integrating renewable energy, modular deployment, and carbon utilization, supporting global decarbonization objectives.

• openalex https://doi.org/10.38124/ijisrt/26apr580first seen 2026-05-17 06:40:02 · last seen 2026-05-20 05:13:57