Understanding the Giant Gap between Single‐Pore‐ and Membrane‐Based Nanofluidic Osmotic Power Generators

纳米孔 功率密度 材料科学 多孔性 渗透力 桥接(联网) 纳米技术 纳米流体学 工作(物理) 反向电渗析 功率(物理) 化学物理 发电 复合材料 机械工程 化学 热力学 计算机科学 工程类 物理 反渗透 正渗透 生物化学 计算机网络
作者
Jun Gao,Xueli Liu,Yanan Jiang,Liping Ding,Lei Jiang,Wei Guo
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:15 (11) 被引量:105
标识
DOI:10.1002/smll.201804279
摘要

Nanofluidic blue energy harvesting attracts great interest due to its high power density and easy-to-implement nature. Proof-of-concept studies on single-pore platforms show that the power density approaches up to 103 to 106 W m-2 . However, to translate the estimated high power density into real high power becomes a challenge in membrane-scale applications. The actual power density from existing membrane materials is merely several watts per square meter. Understanding the origin and thereby bridging the giant gap between the single-pore demonstration and the membrane-scale application is therefore highly demanded. In this work, an intuitive resistance paradigm is adopted to show that this giant gap originates from the different ion transport property in porous membrane, which is dominated by both the constant reservoir resistance and the reservoir/nanopore interfacial resistance. In this case, the generated electric power becomes saturated despite the increasing pore number. The theoretical predictions are further compared with existing experimental results in literature. For both single nanopore and multipore membrane, the simulation results excellently cover the range of the experimental results. Importantly, by suppressing the reservoir and interfacial resistances, kW m-2 to MW m-2 power density can be achieved with multipore membranes, approaching the level of a single-pore system.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
曾经如凡完成签到,获得积分10
1秒前
大雄完成签到,获得积分10
1秒前
我咋说完成签到,获得积分20
5秒前
钢笔发布了新的文献求助10
6秒前
快乐东蒽完成签到,获得积分10
6秒前
8秒前
TiY完成签到 ,获得积分10
8秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
CWNU_HAN应助科研通管家采纳,获得30
8秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
AlinaG应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
KK应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
13秒前
Chris完成签到,获得积分10
13秒前
钢笔完成签到,获得积分10
14秒前
yulian完成签到,获得积分10
15秒前
fan发布了新的文献求助10
16秒前
superZ完成签到,获得积分10
17秒前
当时只道是寻常完成签到,获得积分10
19秒前
小兵完成签到,获得积分10
20秒前
N-Kwan完成签到,获得积分20
21秒前
科研通AI2S应助YYY采纳,获得10
22秒前
23秒前
隐形曼青应助yzx采纳,获得10
24秒前
25秒前
盛夏光年完成签到,获得积分10
26秒前
昏睡的一一完成签到,获得积分10
27秒前
28秒前
科目三应助森林采纳,获得10
28秒前
苻醉山完成签到 ,获得积分10
28秒前
盛夏光年发布了新的文献求助10
29秒前
鼠鼠想养猫完成签到,获得积分10
29秒前
风中的智哥完成签到,获得积分10
33秒前
高分求助中
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
Plesiosaur extinction cycles; events that mark the beginning, middle and end of the Cretaceous 800
Recherches Ethnographiques sue les Yao dans la Chine du Sud 500
Two-sample Mendelian randomization analysis reveals causal relationships between blood lipids and venous thromboembolism 500
Chinese-English Translation Lexicon Version 3.0 500
Wisdom, Gods and Literature Studies in Assyriology in Honour of W. G. Lambert 400
薩提亞模式團體方案對青年情侶輔導效果之研究 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2392033
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2096714
关于积分的说明 5282358
捐赠科研通 1824242
什么是DOI,文献DOI怎么找? 909820
版权声明 559877
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 486170