從發電廠捕集二氧化碳的主要問題是碳捕集系統本身體積龐大、價格昂貴、消耗大量能源，而且只適用于高濃度二氧化碳的廢氣流。為了實現全球二氧化碳排放目標，大氣中的二氧化碳總量必須減少，而不僅僅是通過捕捉新的排放量來保持現有的二氧化碳濃度。

 

美國麻省理工學院（MIT）研究人員正在開發一種新的二氧化碳捕捉技術，不需要大型設備，可以在室溫和壓力下工作。重要的是，由于其在0.6%的低二氧化碳濃度下的捕捉的效率與在10%（典型的發電廠濃度）下的效率相同，因此可用于直接從空氣中捕獲和減少現有的二氧化碳。MIT研究人員計劃在幾年內開發一個中試規模的工廠，預計項目初投資加上運營成本在每噸二氧化碳50至100美元之間。

 

研究主要集中在吸附劑材料上，這些材料是以小顆粒的形式存在的，其表面含有捕獲二氧化碳的“活性中心”，這一過程稱為吸附。當系統溫度降低（或壓力增加）時，二氧化碳粘附在顆粒表面。當溫度升高（或壓力降低）時，二氧化碳就會釋放出來。但是達到這些溫度或壓力的“波動”需要相當大的能量，部分原因是它需要處理整個混合物，而不僅僅是含二氧化碳的吸附劑。MIT的研究工作主要集中在一種叫做“醌”（quinone）的特殊分子上。當醌分子被強迫攜帶額外的電子時——這意味著它們帶著負電荷——它們對二氧化碳分子有很高的化學親和力，并能阻擋任何通過的分子。當醌分子中多余的電子被移除時，醌對二氧化碳的化學親和力立即消失，分子釋放捕獲的二氧化碳。以醌作為固體電極，并通過電壓的小變化來改變電極本身的電荷來激活和停用醌。這樣的“電振蕩吸附”技術，不需要泵送流體，也不需要提高或降低溫度或壓力，二氧化碳最終會在固體醌電極上形成一個易于分離的附著物。

 

該裝置緊湊靈活，在室溫和正常氣壓下工作，不需要大型昂貴的輔助設備，只需要直流電源。研究人員使用二氧化碳濃度從10%到0.6%的進氣流進行測試。前者是典型的電廠廢氣，后者更接近于室內環境空氣的濃度。不管二氧化碳濃度如何，捕獲效率基本上保持在90%左右。該系統每捕獲一噸二氧化碳就要消耗大約1千兆焦耳的能量，而其他方法的消耗量在每噸1到10吉焦之間（取決于進入氣體的二氧化碳濃度）。而且這個系統非常耐用，經過7000多次充放電循環，二氧化碳捕集能力只下降了30%。而且，這個裝置可以與利用可再生能源，比如太陽能和風力發電場有時產生的電力比電網需求還要多，多余的電力可以用來運行二氧化碳捕集裝置。