纳米通道膜在渗透能量收集方面已表现出巨大的潜力;然而,它们在实际高盐系统中的效率因离子选择性降低而受到阻碍。
在这里,西安建筑科技大学Lei Wang,Jin Wang,苏州大学Ke Zhou提出了一种双分离传输策略,通过一种环保且可扩展的方法构建基于二维(2D)蛭石(VMT)的异质纳米流体系统。
文章要点
1)在跨膜扩散过程中,阳离子首先在基材的微孔中分离和富集,然后在具有高离子通量的超薄VMT层压板中进行二次精确筛分。因此,纳米流体系统表现出高效的渗透能量收集性能,特别是在高盐环境中。
2)值得注意的是,研究人员实现了 33.76 W m−2 的最大功率密度,提高了 6.2 倍,盐度梯度增加了 10 倍,在挑战性条件下超越了最先进的纳米通道膜。此外,证实了使用各种天然盐湖卤水的实用高盐渗透发电,实现了 25.9 W m−2 的功率密度。
这项工作引发了利用先进纳米结构进行实用蓝色能量转换的希望。
参考文献
Wang, J., Cui, Z., Li, S. et al. Unlocking osmotic energy harvesting potential in challenging real-world hypersaline environments through vermiculite-based hetero-nanochannels. Nat Commun 15, 608 (2024).
https://doi.org/10.1038/s41467-023-44434-1