海水变“石头”！韩国KAIST联手MIT实现海洋碳移除技术突破

海洋覆盖了地球表面绝大部分区域，作为天然的碳汇，它吸收了人类活动排放二氧化碳总量的30%左右。但随着海水中溶解的二氧化碳不断增加，海洋吸收碳的能力也在受到挑战。最近，科学家研发出一种电化学海洋碳移除技术，能把海水中溶解的二氧化碳转化为矿物质，也就是石头，从而实现永久储存。

海潮天下（Marine Biodiversity）小编注意到，据媒体报道，近日韩国科学技术院（KAIST）宣布与麻省理工学院（MIT）合作开发出电化学溶解态海洋碳移除（e-DOC）技术，可将海水中溶解的二氧化碳转化为碳酸钙矿物、并永久封存。

▲不锈钢中空纤维及中空纤维电极组件（HFEA）的制备流程示意图。该流程以精密拉拔、烧结和表面处理工艺，制备出具有多孔结构的不锈钢中空纤维基体，并进一步组装成HFEA。图源：韩国科学技术院（KAIST）

过去，类似的海洋碳移除尝试在实际应用中常碰到矿物质结垢的问题。就像烧水壶内壁积累的水垢一样，反应生成的矿物质容易附着在电极表面，导致系统堵塞、性能下降，维护成本高昂。

▲中空纤维电极组件（HFEA）内部电化学反应机理示意图。这是研究人员设计出的一种中空纤维电极组件，一种由许多束状中空纤维组成的特殊结构。图源：韩国科学技术院（KAIST）

该技术的核心突破，在于解决了传统海洋碳移除技术长期面临的“矿物结垢”难题——研究团队开发的中空纤维电极组件（HFEA）利用反应中自然产生的氢气泡持续清洁电极表面。

在济州岛海水实验中，系统稳定运行超过120小时，去除了海水中80%~90%的溶解无机碳，能耗较现有技术降低54%；这个过程在移除碳的同时，还能产出高纯度的氢气和氢氧化镁，这些产物在工业生产和环保产品领域均有应用价值，提升了整套技术的商业化潜力。该装置采用紧凑模块化设计，可安装在船舶、海上平台等设施上。研究团队目前认为，这项技术规模化后，将为应对气候变化提供一种有效的手段。

▲中空纤维电极组件（HFEA）的电化学矿化机理与沉淀产物表征。(a) 中空纤维电极组件（HFEA）示意图与电化学矿化机制；(b) 溶解无机碳物种的比耶鲁姆图（25度，35 ppt盐度），标明碳酸钙与氢氧化镁沉淀的pH阈值；(c) 海水经氢氧化钠滴定并在72小时保留后的沉淀物X射线衍射图谱，证实文石和水镁石的形成，内图为滴定曲线。图源：韩国科学技术院（KAIST）

▲上图：(a) 中空纤维电极组件（HFEA）结构示意图。(b) 详细组装图，展示流体连接、环氧树脂密封及软管集成。(c) 流动池反应器示意图。(d) 预成型管状Nafion膜扫描电镜图像。(e-f) 组装后中空纤维与Nafion膜截面扫描电镜图像。(g) 饱和阴极液pH值随电流密度与流速的变化。(h) 72小时存储后的无机碳、镁离子和钙离子去除效率。(i) 证实顺序沉淀的X射线衍射图谱。(j) 100小时长期稳定性测试及运行前后电极表面形貌对比。(k) 不同电流密度下H型电池与HFEA系统的电压分量对比。论文出处：Park, I., Lee, Y. H., et al. (2026).

本文参考资料
感兴趣的海潮天下（Marine Biodiversity）读者可以参看韩国科学技术院（KAIST）和麻省理工学院（MIT）团队近日发表在《Advanced Energy Materials》上的研究成果：
Park, I., Lee, Y. H., et al. (2026). A Compact Hollow Fiber Electrode Assembly Architecture for Continuous Electrochemical Marine Carbon Dioxide Removal. Advanced Energy Materials. DOI: 10.1002/aenm.71205.
https://www.eurekalert.org/news-releases/1138652

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资讯源 | Park, I., Lee, Y. H., et al. (2026)

文 | 张宇航

编辑 | Linda

排版 | 卢晓雨

时间 | 2026年8月

联系小编 | editor@oceanbiodiversity.cn

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