工程设计的非对称非均相离子选择膜因其提高了利用不同盐度离子溶液渗透能的效率而成为人们关注的焦点。然而，要同时实现能量转换效率和优异的化学稳定性，就必须有效地减少两层之间有害界面裂缝的形成。

近日，莫纳什大学Huanting Wang，北京航空航天大学Ying Zhu采用一种简单的涂层方法，大规模地制备了电荷梯度磺化聚醚醚酮(SPEEK)膜(CG-SPEEK)。

文章要点

1）作为一种渗透能发生器，CG-SPEEK膜的输出功率密度为9.2Wm−2，具有极高的阳离子选择性(0.99)，在50倍NaCl浓度梯度下的能量转换效率为48%。

2）结果强调了CG-SPEEK的离子二极管效应，由电荷密度梯度驱动，加速阳离子传输，同时抑制离子浓度极化。

3）密度泛函数理论计算提供了进一步的见解，揭示了通过CG-SPEEK膜的Na+离子输运的能垒低于通过均匀SPEEK膜的能垒。

这项工作不仅提高了我们对离子传输动力学的理解，而且还建立了CG-SPEEK膜作为高效渗透能量转换应用的有前途的候选者。

参考文献

Yumeng Guo, et al, Charge-Gradient Sulfonated Poly(ether ether ketone) Membrane with Enhanced Ion Selectivity for Osmotic Energy Conversion, ACS Nano, 2024

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c11944