Giant Blue Energy Harvesting in Two‐Dimensional Polymer Membranes with Spatially Aligned Charges

材料科学 反向电渗析 渗透力 聚合物 功率密度 离子 化学物理 纳米技术 化学工程 复合材料 功率(物理) 电渗析 正渗透 化学 物理 有机化学 反渗透 热力学 工程类 生物化学
作者
Xiaohui Liu,Xiaodong Li,Xingyuan Chu,Bowen Zhang,Jiaxu Zhang,Mike Hambsch,Stefan C. B. Mannsfeld,Mino Borrelli,Markus Löffler,Darius Pohl,Yuanwu Liu,Zhen Zhang,Xinliang Feng
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:36 (18) 被引量:8
标识
DOI:10.1002/adma.202310791
摘要

Abstract Blue energy between seawater and river water is attracting increasing interest, as one of the sustainable and renewable energy resources that can be harvested from water. Within the reverse electrodialysis applied in blue energy conversion, novel membranes with nanoscale confinement that function as selective ion transport mediums are currently in high demand for realizing higher power density. The primary challenge lies in constructing well‐defined nanochannels that allow for low‐energy barrier transport. This work proposes a concept for nanofluidic channels with a simultaneous dual electrostatic effect that can enhance both ion selectivity and flux. To actualize this, this work has synthesized propidium iodide‐based two‐dimensional polymer (PI‐2DP) membranes possessing both skeleton charge and intrinsic space charge, which are spatially aligned along the ion transport pathway. The dual charge design of PI‐2DP significantly enhances the electrostatic interaction between the translocating anions and the cationic polymer framework, and a high anion selectivity coefficient (≈0.8) is reached. When mixing standard artificial seawater and river water, this work achieves a considerable power density of 48.4 W m −2 , outperforming most state‐of‐the‐art nanofluidic membranes. Moreover, when applied between the Mediterranean Sea and the Elbe River, an output power density of 42.2 W m −2 is achieved by the PI‐2DP. This nanofluidic membrane design with dual‐layer charges will inspire more innovative development of ion‐selective channels for blue energy conversion that will contribute to global energy consumption.
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
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
2秒前
Hua完成签到,获得积分10
19秒前
SYLH应助和平港湾采纳,获得10
19秒前
白白完成签到 ,获得积分10
25秒前
27秒前
刘玉欣完成签到 ,获得积分10
29秒前
咯咯咯完成签到 ,获得积分10
38秒前
aixiaoming0503完成签到,获得积分10
40秒前
friend516完成签到 ,获得积分10
45秒前
扶我起来写论文完成签到 ,获得积分10
50秒前
jjwen完成签到 ,获得积分10
58秒前
和平港湾完成签到,获得积分10
59秒前
艾欧比完成签到 ,获得积分10
1分钟前
echo完成签到 ,获得积分10
1分钟前
zuhangzhao完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Shrimp完成签到 ,获得积分10
1分钟前
hjyylab应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
coolkid应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
dahafei完成签到,获得积分10
1分钟前
苻醉山完成签到 ,获得积分10
1分钟前
自然匪完成签到,获得积分10
1分钟前
超帅从彤完成签到 ,获得积分10
1分钟前
俊逸的盛男完成签到 ,获得积分10
1分钟前
自然匪发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
牛马完成签到 ,获得积分10
1分钟前
WHY完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Cheng完成签到 ,获得积分10
2分钟前
斯文的毛豆完成签到 ,获得积分10
2分钟前
白昼の月完成签到 ,获得积分0
2分钟前
2分钟前
aiyawy完成签到 ,获得积分10
2分钟前
我和你完成签到 ,获得积分10
2分钟前
clm完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
hani完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
wanci应助hani采纳,获得10
3分钟前
577发布了新的文献求助10
3分钟前
高分求助中
中华人民共和国出版史料(1954)第6卷 1000
Applied Survey Data Analysis (第三版, 2025) 800
Narcissistic Personality Disorder 700
Assessing and Diagnosing Young Children with Neurodevelopmental Disorders (2nd Edition) 700
Handbook of Experimental Social Psychology 500
The Martian climate revisited: atmosphere and environment of a desert planet 500
建国初期十七年翻译活动的实证研究. 建国初期十七年翻译活动的实证研究 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3845602
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3387845
关于积分的说明 10550702
捐赠科研通 3108463
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1712844
邀请新用户注册赠送积分活动 824508
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 774877