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第一作者：Chengcheng Zhu

通訊作者：?王琛，蘭亞乾

通訊單位：南京師范大學(xué)，華南師范大學(xué)

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納米流體膜在獲取滲透能方面顯示出巨大的潛力。然而，輸出功率密度通常受到膜滲透選擇性不足的阻礙。

本文提出了一種基于多金屬氧酸鹽（POMs）的納米流體等離子體電子海綿膜（PESM），用于高效的滲透能轉(zhuǎn)換。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)精確控制納米膜的表面電荷和離子傳輸動(dòng)力學(xué)，顯著提升了滲透能轉(zhuǎn)換的性能。在500倍NaCl梯度下，制備的PESM最大輸出功率密度可達(dá)70.4 W m^-2，通過(guò)改變配體到P₅W₃₀，輸出功率密度進(jìn)一步提升至102.1 W m^-2。

圖文導(dǎo)讀

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圖1：納米流體PESM的制造過(guò)程和滲透能轉(zhuǎn)換的應(yīng)用。

圖2：PESM的制備和表征。

圖3：PESM的離子選擇性和滲透性。

圖4：PESM在不同KCl濃度梯度下的滲透能轉(zhuǎn)換性能。

圖5：PESM在光照下增強(qiáng)的滲透能轉(zhuǎn)換性能的機(jī)制。

圖6：基于不同POMs（PW₁₂, P₂W₁₈, P₅W₃₀）的PESM在滲透能轉(zhuǎn)換中的表現(xiàn)。

圖7：PESM的抗污染和抗菌性能。

總結(jié)展望

本研究開(kāi)發(fā)的PESM在滲透能轉(zhuǎn)換方面展現(xiàn)出顯著的性能提升，特別是在光照條件下，通過(guò)等離子體電子海綿效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了高效的離子傳輸和能量轉(zhuǎn)換。PESM的最大輸出功率密度在500倍NaCl梯度下可達(dá)102.1 W m^-2，這一結(jié)果在同類(lèi)研究中處于領(lǐng)先地位。

此外，PESM還具備良好的抗污染和抗菌性能，為其在實(shí)際水處理和能源轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用提供了有力支持。未來(lái)的工作將進(jìn)一步優(yōu)化PESM的性能，并探索其在更廣泛環(huán)境條件下的應(yīng)用。

文獻(xiàn)信息

標(biāo)題：Polyoxometalate-based plasmonic electron sponge membrane for nanofluidic osmotic energy conversion

期刊：Nature Communications

DOI：10.1038/s41467-024-48613-6

原創(chuàng)文章，作者：計(jì)算搬磚工程師，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來(lái)源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/06/28/7aeebb1077/

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