仿植物细胞壁抗溶胀水凝胶

渗透能收集功率翻倍

通过'自下而上'策略模拟植物细胞壁结构，实现超低溶胀与高离子选择性，用于高效渗透能收集。

Zhuowen, Zhang · 王振 · Wang, Xinrui · 周晓猛 · 张新建 · Jianing, Wang

Advanced Functional Materials 2025

参数信息

溶胀率

0.385

输出功率密度

10.10 W m⁻²

离子选择性

99.10 %

技术优势

几乎不溶胀

CMC与DLS协同增强抗溶胀性能，溶胀率低至0.385，确保膜尺寸稳定。

离子选择性极高

三维网络对离子筛分效果优异，离子选择性达99.10%，有效提升渗透能转换效率。

功率输出翻倍

输出功率密度达10.10 W m⁻²，是商业基准5.0 W m⁻²的两倍，具实用前景。

应用场景

• 盐差能发电：将河水与海水间的盐差能高效转化为电能，用于沿海或河口发电站。
• 离子选择性膜：作为反向电渗析装置的核心隔膜，选择性传输离子并维持浓度梯度。
• 蓝色能源：从海洋与淡水交汇处提取清洁能源，替代化石燃料供电。
• 渗透能收集器：集成到微流控装置中，在极小尺度下实现渗透能到电能的转换。
• 抗溶胀材料：用于潮湿或水下环境，防止材料吸水膨胀导致性能衰减或结构破坏。