ガス-固体反応性二酸化炭素回収のための金属有機構造体（MOF）－光／熱化学的経路
Metal-Organic Frameworks for Gas-Solid Reactive Carbon Dioxide Capture – Photo/Thermochemical Routes (原題)
Mandiaya Bugri, Thomson C. McCarthy, James M. Crawford
🤖 gxceed AI 要約
日本語
本レビューは、金属有機構造体（MOF）を用いた反応性炭素回収（RCC）に焦点を当てる。RCCはCO2の分離・濃縮・輸送を不要にし、捕捉と変換を一体化するプロセスである。MOFの構造可変性・多孔性・光／熱触媒活性を活かし、CO2吸着、熱化学的・光化学的還元経路、水素／水活性化、バンドギャップ制御などの要件を体系的に論じる。未修飾MOFのガス-固体RCCは未開拓であり、今後の設計課題と展望を示す。
English
This review examines metal-organic frameworks (MOFs) for reactive carbon capture (RCC), integrating CO2 capture and conversion without intermediate separation or transport. It assesses MOF dual functionality—structural tunability, porosity, and photo/thermal catalytic activity—covering CO2 adsorption, thermochemical and photochemical reduction pathways, band-gap modulation, and hydrogen/water activation. Gas-solid RCC on pristine MOFs remains underexplored; the review outlines design trends, barriers, and prospects.
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政策の柱とし、特に水素・アンモニアと並ぶ脱炭素技術として研究開発を推進している。本レビューはMOFによる統合型CO2回収・変換の材料設計指針を提供し、国内のCCUS実装研究や産業応用（製鉄・化学等）に資する基礎的知見となる。
In the global GX context
Globally, RCC aligns with net-zero pathways that require negative emissions and industrial decarbonization. This review contributes to the materials science underpinning CCUS, informing R&D priorities for integrated capture-conversion systems that could reduce costs and infrastructure needs, relevant to ISSB/TCFD transition planning for hard-to-abate sectors.
👥 読者別の含意
🔬研究者:MOF設計とRCCの最新動向を整理し、未開拓領域（未修飾MOFのガス-固体RCC）の研究課題を提示する。
🏢実務担当者:CCUS導入を検討する企業にとって、将来の統合型回収・変換技術の材料選択肢と課題を理解する一助となる。
🏛政策担当者:CCUS技術ロードマップ策定において、材料科学の進展と実装までのギャップを把握する参考になる。
📄 Abstract（原文）
Abstract Metal-organic frameworks (MOFs) are customizable adsorbents with demonstrated value for point-source and direct air capture of carbon dioxide (CO2). Simultaneously, MOFs are emerging CO2 reduction catalysts. Combining these independent pillars of success leads to the central focus of our review: the application of MOFs for reactive carbon capture (RCC), a process that eliminates intermediate separation, concentration, and transportation of CO2 from the point of capture to the reactor. In the context of the present review, we consider a gas-solid RCC process where in one step, CO2 is loaded on the material and in a second step, a co-reactant is fed to the reactor while energy in the form of heat or light stimulates product formation. Gas-solid RCC on pristine MOFs remains underexplored when compared with post-synthetically modified MOFs, amine-grafted frameworks, and solution-phase systems. This review critically assesses the dual functionality (capture and conversion) of MOFs, emphasizing their structural tunability, porosity, and photo/thermal catalytic activity. We systematically discuss central features, including CO2 adsorption, thermochemical and photochemical CO2 reduction pathways, and existing barriers to MOF RCC. We highlight specific features essential to RCC, including CO2 chemisorption, band-gap modulation, and charge-transfer mechanisms for light-driven CO2 reduction, and hydrogen/water activation pathways on MOFs. Finally, recent trends, challenges, and prospects in MOF design for RCC are discussed, offering a critical evaluation of their advantages, limitations, and potential for integrated RCC.
🔗 Provenance — このレコードを発見したソース
- openalex https://doi.org/10.1021/acscatal.6c05917first seen 2026-10-03 04:55:54
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