Improved Ion Transport in Hydrogel-Based Nanofluidics for Osmotic Energy Conversion

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作者
Weipeng Chen,Qianru Zhang,Yongchao Qian,Weiwen Xin,Dezhao Hao,Xiaolu Zhao,Congcong Zhu,Xiang‐Yu Kong,Benzhuo Lu,Lei Jiang,Liping Wen
出处
期刊:ACS central science [American Chemical Society]
卷期号:6 (11): 2097-2104 被引量:89
标识
DOI:10.1021/acscentsci.0c01054
摘要

In nature, ultrafast signal transfer based on ion transport, which is the foundation of biological processes, commonly works in a hydrogel-water mixed mechanism. Inspired by organisms' hydrogel-based system, we introduce hydrogel into nanofluidics to prepare a hydrogel hybrid membrane. The introduction of a space charged hydrogel improves the ion selectivity evidently. Also, a power generator based on the hydrogel hybrid membrane shows an excellent energy conversion property; a maximum power density up to 11.72 W/m2 is achieved at a 500-fold salinity gradient. Furthermore, the membrane shows excellent mechanical properties. These values are achievable, which indicates our membrane's huge potential applications in osmotic energy conversion.
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