Các hệ thống DAC hiện nay thường gặp vấn đề: tiêu thụ năng lượng quá lớn (6–10 GJ cho mỗi tấn CO₂) hoặc nhanh chóng suy giảm hiệu suất.

Hệ thống điện hóa dựa trên khoáng chất MnO₂

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Northwestern và Viện Công nghệ California (Caltech), dưới sự dẫn dắt của Giáo sư Ted Sargent và Omar K. Farha, đã giới thiệu một giải pháp mới: hệ thống DAC điện hóa sử dụng khoáng chất mangan oxit (MnO₂).

MnO₂ có khả năng bắt giữ CO₂ khi được nạp điện và giải phóng CO₂ khi đảo chiều điện áp.

Hệ thống này hoạt động hiệu quả trong điều kiện không khí thực tế (0,04% CO₂ và 21% oxy), tiêu thụ khoảng 4 GJ cho mỗi tấn CO₂, thấp hơn nhiều so với các công nghệ trước đây.

Đặc biệt, MnO₂ không bị suy giảm nhanh khi tiếp xúc với oxy và độ ẩm – điểm yếu thường thấy ở các vật liệu hữu cơ.

Theo tác giả chính Zeyan Liu, hệ thống có thể thu giữ tới 80% CO₂ trong một chu kỳ và sau hơn 1000 giờ vận hành vẫn duy trì 90% công suất ban đầu.

Ý nghĩa và triển vọng

Giáo sư Sargent nhấn mạnh: “Ngay cả khi chúng ta cắt giảm mạnh phát thải, vẫn cần công nghệ loại bỏ carbon để xử lý những nguồn khó giảm như hàng không, vận tải biển hay xi măng. DAC điện hóa có thể là con đường hướng tới phát thải âm khi kết hợp với nguồn điện ít carbon.”

Nhóm nghiên cứu coi đây là bằng chứng nguyên lý (proof-of-concept) cho cơ chế “mineralization đảo ngược trên bề mặt”. Bước tiếp theo sẽ là thiết kế bộ tiếp xúc điện hóa mới nhằm cải thiện chi phí, năng suất và tiến tới thử nghiệm thực tế ở quy mô lớn.

Nếu thành công, công nghệ này có thể trở thành một phần quan trọng trong nỗ lực toàn cầu nhằm giảm ô nhiễm và ổn định khí hậu Trái Đất.

Nguồn tham khảo: Zeyan Liu et al., Electrified reversible surface mineralization of CO₂ for direct air capture, Nature Energy (2026). DOI: 10.1038/s41560-026-01989-9.