离子选择性石墨烯纳米网膜

渗透发电功率密度破纪录

厘米级超薄石墨烯纳米网膜，孔道均匀且表面富羧基，可高效选择性输运钾离子并阻挡氯离子，实现稳定渗透能转换。

Zhipeng, Gao · Gao, Yuyan · Yu, Zehua · 马超 · Chen, Duo · 刘抗 · Cheng, Huanyu · 杨雁冰 · 袁荃

National Science Review 2026

参数信息

孔径

1.5 nm

稳定运行时间

2 months

技术优势

能稳定运行

连续运行2个月发电性能无衰减，显示出良好的长期稳定性。

离子选择性高

纳米孔表面带负电，允许钾离子通过而阻挡氯离子，实现高选择性。

孔道窄且均匀

孔径约1.5 nm且分布窄，为高效离子筛分提供结构基础。

应用场景

• 盐差能发电：将海水与河水间的盐差能直接转化为电能，无需涡轮机。
• 离子分离膜：选择性透过钾离子而阻挡氯离子，可用于离子筛分。
• 纳米流体器件：基于纳米孔道实现二极管式离子整流，可集成于纳米流体器件。
• 二维材料功能膜：将石墨烯纳米网功能化，提供高电荷密度与均匀孔道。