二维异质纳米通道膜

不对称润湿抗极化

以不对称润湿性而非电荷分布抑制浓差极化，在兼顾离子选择性的同时实现二极管式离子传输，为渗透能收集提供高性能膜材料。

He, Yanjun · Huang, Zilin · Xie, Lei · 张鑫 · Hu, Xiaoming · Liang, Kang · 江雷 · Zhou, Shan · 孔彪

Small 2023

参数信息

功率密度

6.41 W m⁻²

离子功率收集提升

89.1 %

技术优势

不牺牲离子选择性

抑制浓差极化的手段由电荷不对称改为润湿性不对称，避免了对离子选择性的负面影响。

离子整流效应

膜两侧的不对称润湿性赋予其二极管式离子传输特性，可用于离子电流调控。

性能超多数已报道二维膜

渗透能收集功率密度达6.41 W m⁻²，比均质二维膜提升102.80–137.85%，超过多数已报道二维膜。

应用场景

• 渗透能收集：用作盐差能发电膜，功率密度高且不牺牲离子选择性。
• 微流控离子传输：利用二极管式离子传输特性，调控微流控系统中的离子流。
• 离子传感：异质膜对离子传输的非线性响应可用于离子检测信号转换。
• 盐差能发电：提取不同盐浓度水体间的吉布斯自由能，输出高功率密度。