EPS插层MXene膜

盐差发电功率1.86倍

用废污泥回收的胞外聚合物插层，解决了MXene膜在水中易溶胀、机械强度差的问题，使渗透能发电功率显著提升。

Cao, Daqi · Kai, Tang · Guri, Yihuo · Yan, Jin · Yi-Xuan, Song · Yun-Feng, Wu · 张文毓 · Zhang, Zhongguo · 马明国 · Li, Song · 郝晓地

Chemical Engineering Journal 2025

参数信息

层间距

1.48 nm

极限强度

71 MPa

最大输出功率密度

5.89 W m⁻²

技术优势

层间距锁死，离子选择稳定

EPS插层把MXene层间距约束在1.48 ± 0.02 nm，不受环境条件影响，确保稳定的阳离子选择性。

机械强度6倍提升

EPS-M膜的极限强度达71 MPa，是纯MXene膜的6倍，能用更薄的膜而不易破损。

发电功率几乎翻倍

在模拟海水/二级出水盐差下，最大输出功率密度5.89 W m⁻²，比纯MXene膜高1.86倍，因为更高的离子渗透性和选择性。

应用场景

• 盐差能发电：直接作为反向电渗析离子选择性膜，从海水/河水盐差中提取渗透能，功率密度几乎翻倍。
• 二维膜分离：EPS插层把MXene层间距锁死，在水中不溶胀，实现稳定的亚纳米二维通道离子筛分。
• 生物质高值化：从废污泥回收EPS用作插层剂，把废弃物变成高性能膜材料，成本低于纳米纤维/纤维素插层剂。
• 纳米流体器件：层间1.48 nm通道加上负电荷表面，提供高阳离子选择性和传输通量，是现成的纳米流体发电单元。