抗肿胀纳米水凝胶膜

溶胀率降九成，功率高一个量级

在纳米多孔聚酰亚胺基质中原位聚合，抑制溶胀同时提升机械强度，渗透能转换功率密度较常规水凝胶提升一个量级。

Cuncai, Lin · Wenkai, Jia · Leqi, Chang · Guijing, Ren · Shuhong, Hu · 随欣 · 高龙成 · 隋坤艳 · Lei, Jiang

Advanced Functional Materials 2024

具体参数

功率密度

{'zh': '48.5', 'en': '48.5'} W m⁻²

溶胀率

{'zh': '37.5', 'en': '37.5'} %

机械强度

{'zh': '89.5', 'en': '89.5'} MPa

技术优势

溶胀率降九成

纳米孔道限制水凝胶分子链的扩张，溶胀率从593.2%降到37.5%，离子选择性得以保持。

强度近90 MPa

聚酰亚胺基体提供力学支撑，复合膜机械强度约89.5 MPa，可承受膜堆操作压力。

功率高一个量级

500倍浓度梯度下功率密度达48.5 W m⁻²，比块体水凝胶高一个数量级。

制备简单

只需在纳米多孔聚酰亚胺膜内原位聚合，无需复杂后处理，满足离子选择性膜的基本要求。

应用场景

• 渗透能发电：用于反向电渗析发电，替代普通离子交换膜。
• 盐差电池：用于盐差电池，将浓度差转化为电能。
• 离子选择性膜：作为离子选择性膜，选择性传递离子。
• 蓝色能源：用于蓝色能源收集，从海水和淡水混合中提取能量。