スーパーキャパシティブ・スイング吸着による電気化学的CO2回収のための多孔質炭素系材料
Porous carbon-based materials for electrochemical CO 2 capture by supercapacitive swing adsorption (原題)
Jiaxin Li, Fei Li
🤖 gxceed AI 要約
日本語
本レビューは、電気化学的スーパーキャパシティブ・スイング吸着（SSA）によるCO2回収において、多孔質炭素電極が果たす役割を炭素中心の視点から整理する。市販多孔質炭素からキノン修飾炭素、COF複合体への材料進化、表面積・細孔構造・表面化学が回収容量・速度・エネルギー消費に与える影響を論じ、電極設計の経験則を導出する。機構解明、実条件での評価、CO2利用との統合、技術経済・LCAの課題も提示する。
English
This review offers a carbon-centered perspective on electrochemical supercapacitive swing adsorption (SSA) for CO2 capture, where porous carbon electrodes govern charge storage, ion transport, and interfacial CO2 enrichment. It traces electrode evolution from commercial to tailored porous carbons, quinone-functionalized carbons, and COF composites, deriving structure-performance relationships linking surface area, pore architecture, and surface chemistry to capture capacity, kinetics, and energy use. Key challenges in mechanism, device design, realistic testing, CO2 utilization, and techno-economic/LCA analysis are outlined.
Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.
📝 gxceed 編集解説 — Why this matters
日本のGX文脈において
日本はCCUSをGX推進戦略の柱とし、分離回収技術の低エネルギー化は重要課題。本レビューは材料設計指針を提供し、国内の炭素材料メーカーや研究機関の技術開発に資する。ただし開示・政策文脈との直接接続は弱い。
In the global GX context
Electrochemical CO2 capture is gaining attention in global decarbonization portfolios as a low-energy alternative to amine scrubbing, relevant to CCUS hubs and hard-to-abate sectors. This review contributes materials-level design principles that inform scalability and TEA/LCA debates, though it sits upstream of disclosure frameworks like TCFD/ISSB.
👥 読者別の含意
🔬研究者:SSA電極設計の構造-性能相関と今後の研究課題を体系的に把握できる。
🏢実務担当者:CO2回収装置のエネルギー消費低減に向けた炭素材料選定の基礎知識を得られる。
🏛政策担当者:CCUS技術ロードマップにおける電気化学的回収の位置づけと研究開発支援の根拠として参考になる。
📄 Abstract（原文）
Abstract Electrochemical supercapacitive swing adsorption (SSA) is an emerging CO2 capture technology that couples reversible charge storage with electrically driven CO2 uptake and release, offering the potential for low-energy operation. Porous carbon electrodes are central to SSA because they govern charge storage, ion adsorption and transport, and interfacial CO2 enrichment, thereby determining capture performance. However, the relationships between carbon structure, interfacial electrochemistry, and CO2-capture mechanisms remain poorly understood. This Review provides a carbon-centered perspective on SSA. We first summarize the fundamentals of SSA, including cell configurations, electrode materials, and proposed capture mechanisms. Particular emphasis is placed on the evolution of carbon electrodes from commercial porous carbons to tailored porous carbons, quinone-functionalized carbons, and covalent-organic-framework-based composites. We then discuss emerging structure–performance relationships, focusing on how surface area, pore architecture, and surface chemistry influence CO2 capture capacity, kinetics, and energy consumption, and derive empirical design principles for SSA electrodes. Finally, we highlight key challenges and opportunities in mechanistic understanding, material and device design, evaluation under realistic conditions, integration of CO2 capture with utilization, and techno-economic analysis and life-cycle assessment. By linking carbon structure to interfacial processes and device-level performance, this Review provides a framework for the rational design of scalable SSA systems for electrochemical carbon capture.
🔗 Provenance — このレコードを発見したソース
- openalex https://doi.org/10.26599/cf.2026.9200091first seen 2026-09-23 05:02:06
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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。