Membraneless and Electrochemical Carbon Capture: Disrupting Traditional Amine-Based Systems for Industrial De-carbonization: A Review

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

🔬研究者:Provides a comprehensive overview of recent electrochemical carbon capture developments and a clear performance benchmark against amine systems, useful for identifying research gaps.

🏢実務担当者:Offers insights into alternative CO2 capture technologies that could reduce energy and capital costs for industrial plants seeking decarbonization.

🏛政策担当者:Summarizes the state-of-the-art in low-energy carbon capture, supporting policy decisions on funding and deployment of CCUS technologies.

電気化学的炭素回収は、困難な産業部門の脱炭素化において、熱駆動式アミン吸収法に代わる有望な選択肢として浮上している。本総説は、従来のアミン系燃焼後回収と比較した、メンブレンレスおよびその他の電気化学的アプローチにおける最近の進歩を批判的に評価するものである。メンブレンレス電気化学的媒体アミン再生（EMAR）アーキテクチャは、イオン選択膜をガス拡散電極に置き換え、吸収と脱離を単一の電気化学ユニットに統合し、カラムやフラッシュタンクなどの付帯設備を排除する。この再設計により、CO₂除去効率は90%以上、エネルギー消費量は約60 kJ mol⁻¹ CO₂まで低減し、均等化回収コストは約70 USD t⁻¹となり、従来のEMARを大幅に下回り、最先端の熱システムと競合する。補完的な概念として、アミン溶液の電気化学的pHスイング再生があり、アミンを緩衝剤として利用して好ましい無機炭素種を維持し、製品純度を保ちながら、最小エネルギー約60 kJ mol⁻¹ CO₂で高い電流利用率を達成する。統合型「反応スイング」スキームは、調整されたアミン溶媒に回収されたCO₂を直接電気還元して合成ガスとし、高い吸収率（>84%）と改善されたファラデー効率を示し、それにより別個の溶媒再生およびガス圧縮工程を回避する。これらの発展は、既存のアミン吸収法および新興のエレクトロスイングシステムの化学、性能、導入状況と対比して位置づけられる。残された課題は、産業関連の電流密度と寿命の達成、吸収剤の安定性、そして電気化学ユニットの大規模プロセスフローへの組み込みである。説得力のあることに、メンブレンレスおよび電気化学的炭素回収技術は、より低いエネルギー損失、プロセス構成の簡素化、そして柔軟で電力駆動のネットゼロ産業プロセスを可能にすることで、従来のアミンシステムを置き換える可能性において有望な未来を有している。

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。

Electrochemical carbon capture is emerging as a promising alternative to thermally driven amine scrubbing fordecarbonising challenging industrial sectors. This review critically assesses recent advances in membraneless andother electrochemical approaches in comparison to conventional amine-based post-combustion capture.Membraneless electrochemically mediated amine regeneration (EMAR) architectures replace ion-selectivemembranes with gas-diffusion electrodes, collapsing absorption and desorption into a single electrochemical unitand eliminating ancillary equipment, such as columns and flash tanks. This redesign delivers CO₂ removalefficiencies above 90% at energy consumptions as low as ~60 kJ mol⁻¹ CO₂ and levelized capture costs near 70 USDt⁻¹, substantially below conventional EMAR and competitive with state-of-the-art thermal systems. Complementaryconcepts, including electrochemical pH-swing regeneration of amine solutions, exploit amines as buffers tomaintain favorable inorganic carbon speciation and achieve high current utilization with minimum energies near 60kJ mol⁻¹ CO₂ while preserving product purity. Integrated “reaction-swing” schemes directly electroreduce CO₂captured in tailored amine solvents to syngas, demonstrating high absorption (>84%) and improved Faradaicefficiencies, thereby circumventing separate solvent regeneration and gas compression steps. These developmentsare contextualised against the chemistry, performance and deployment of incumbent amine scrubbing and emerging electroswing systems for industrial decarbonization. The outstanding issues are to reach industrially relevant current densities and lifetimes, sorbent stability, and to incorporate electrochemical units into large-scale process flows. Convincingly, membraneless and electrochemical carbon capture technologies have a promising future in potentially replacing traditional amine systems through lower energy penalties, reducing process layouts, and allowing a flexible and electricity driven net-zero industrial process

• openalex https://doi.org/10.5281/zenodo.20026956first seen 2026-05-17 06:38:40 · last seen 2026-06-17 09:17:14