二维（2D）纳米流体膜在从海水和淡水之间的盐度差异中获取渗透能方面具有巨大应用前景。然而，其输出功率密度受到膜渗透选择性不足的严重阻碍。近日，清华大学康飞宇、周栋、中国科学院江雷院士、悉尼科技大学Guoxiu Wang报道了高效纳米流体渗透能产生的空位工程。
本文要点：
1) 作者证明空位工程是提高2D纳米流体膜的渗透选择性以实现高效渗透能产生的有效策略。磷空位很容易在NbOPO4（NbP）纳米片上产生，并显著增加了它们的表面负电荷。作者通过实验和理论研究证实，空位引入的NbP（V-NbP）具有快速跨膜离子迁移和高离子选择性，这源于阳离子的静电亲和力的提高。
2) 当其应用于天然河水/海水渗透功率发生器时，宏观规模的V-NbP膜达到了10.7 W m–2的优异功率密度，远远超过5.0 W m–1的商业膜。这项工作突出了二维材料的原子空位工程与离子选择性/离子传输动力学之间的纳米相关性，为提高渗透能转换效率提供了新的策略，并为水科学、二维材料科学、电化学和可持续能源的进一步发展带来了巨大的希望。
Javad Safaei et.al Vacancy Engineering for High-Efficiency Nanofluidic Osmotic Energy Generation JACS 2023
DOI: 10.1021/jacs.2c12936
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c12936
