文章研究了利用焦耳加热技术再生碳基吸附剂以实现直接空气捕集（DAC）的可行性与性能优化。相比传统对流加热，焦耳加热可直接在吸附剂内部产生热量，显著提高能量利用效率并减少加热时间。研究表明，碳基吸附剂在直热条件下可在数分钟内完成再生，能耗降低且对材料结构稳定性影响较小。通过调控电导率、形貌与含氮官能团分布，可在确保高CO₂吸附容量的同时实现快速高效的再生过程。这一方法为DAC系统的小型化与模块化设计提供了技术基础。
直接空气捕集（DAC）技术在应对全球二氧化碳减排挑战中具有重要意义。然而，吸附剂的再生过程往往受限于能耗与时间成本，传统对流加热存在热传递效率低、加热不均匀等问题。
焦耳加热利用材料本身的电阻特性，将电能直接转化为热能，实现吸附剂内部快速升温。这种方式避免了对流与传导过程中的热量损失，可显著提升加热速率。
在实验中，碳基吸附剂可在数分钟内完成CO₂解吸，再生能耗明显低于传统加热方式。材料在多次循环中保持较高的结构完整性与吸附容量，显示出优异的循环稳定性。
焦耳加热再生技术不仅适用于固定式DAC装置，还可为便携与模块化捕集系统提供可行方案。通过优化吸附剂的导电性和化学官能团分布，可进一步提升能效并降低运行成本，为大规模部署DAC提供新的思路。