NETL已经启动了一项为期四年的计划，开发直接空气捕获(Direct Air Capture，DAC)过程，该过程集成了实验室广泛的材料设计、计算材料设计、计算流体动力学和过程系统设计研究组合的专业知识，以推进一项将从大气中去除二氧化碳(CO2)的尖端技术。

DAC技术使用吸附剂直接从空气中吸收二氧化碳，而不是在发电厂或工业设施中捕获温室气体的点源捕获过程。虽然点源捕集需要作为脱碳工作的一部分有效部署，但DAC技术对于平衡农业、航运和航空等难以脱碳的行业以及解决遗留排放问题至关重要。

虽然由于环境空气中的二氧化碳浓度较低(仅为百万分之400)，DAC比点源捕获更具挑战性和成本更高，但DAC在位置方面具有灵活性。DAC工厂可以建在任何有低碳能源的地方，为其运行提供动力，并可获得安全的二氧化碳储存资源或转化机会。

“我们是基于NETL开发的一种创新吸附剂。NETL的Jan Steckel博士说:“我们的吸附剂具有高二氧化碳吸收率，快速动力学和低温再生性能，已经证明了数百次循环的性能。

有源DAC接触器在吸附步骤中使用风扇或鼓风机使空气通过吸附材料。由于通过接触器材料移动大量空气的能量成本，重要的是接触器的几何形状允许从空气中快速吸收，而不会对空气流动产生阻力，这将增加所需的能量。NETL吸附剂的一个独特优势是它可以形成多种形状，如湿纺纤维、平板纤维或电纺成多孔纤维垫。NETL的团队正在使用协作过程将吸附剂开发成低成本的接触器几何形状，从而实现高效、低压降的吸附过程。

“我们正在利用实验室著名的开源MFiX计算流动力学软件，通过运行多相流模拟来帮助设计吸收器，”Steckel说。

在DAC工艺中，在再生步骤中从吸附剂中收集二氧化碳。再生通常依靠加热吸附剂来释放二氧化碳。不幸的是，加热也会导致吸附剂的不良降解。由于NETL的吸附剂配方，再生可以在相对较低的温度下进行，不太可能导致吸附剂降解。

先进的建模支持通过开发严格的、优化的属性模型来帮助指导DAC技术的开发(包括解吸过程的设计)。这将使开发人员能够了解再生协议对流程成本的影响，指导技术开发并降低与规模扩大相关的风险。

该组合研究的一个主要影响是开发了DAC演示模块，用于在26年的DAC中心进行测试。”“通过利用不同NETL团队的广泛专业知识和能力，促进整个组织的综合协作，以及与行业合作伙伴的早期接触，这种总体影响成为可能。这一结果也将带来与该项目相关的多尺度建模技术的相关好处，这些技术将提供给赞助商和社区成员。”

该项目的目标是将材料和系统授权给能够扩大技术规模并执行商业DAC操作的实体。