河口——淡水河流与咸海交汇的地方——是观鸟和划皮划艇的好地方。在这些地区，含有不同盐浓度的水混合在一起，可能是可持续的“蓝色”渗透能的来源。
研究人员在ACS能源快报上报道了一种半透膜的发明，这种膜可以从盐梯度中收集渗透能并将其转化为电能。在实验室演示中，新设计的输出功率密度比商用膜高两倍以上。
渗透能可以在任何有盐梯度的地方产生，但是捕获这种可再生能源的现有技术还有改进的空间。一种方法是使用一组反电渗析膜(RED)作为一种“盐电池”，通过盐梯度引起的压力差来发电。
为了平衡这种梯度，来自海水的带正电离子，比如钠离子，通过系统流向淡水，增加了膜上的压力。为了进一步提高其收集能力，薄膜还需要保持较低的内部电阻，使电子能够轻松地向与离子相反的方向流动。
先前的研究表明，提高红膜上离子的流动和电子传递的效率可能会增加从渗透能中捕获的电量。因此，叶冬冬、秦兴珍和同事们用环保材料设计了一种半透膜，理论上可以最小化内阻，最大化输出功率。
研究人员的RED膜原型包含离子传输和电子传输的分离(即去耦)通道。他们将带负电荷的纤维素水凝胶(用于离子传输)夹在一层有机导电聚合物聚苯胺(用于电子传输)之间。
最初的测试证实了他们的理论，即与由相同材料制成的均匀膜相比，解耦的传输通道导致更高的离子电导率和更低的电阻率。
在模拟河口环境的水箱中，他们的原型实现了比商用RED膜高2.34倍的输出功率密度，并在16天的不间断运行中保持了性能，证明了其在水下的长期稳定性能。在最后的测试中，该团队用20块红膜制作了一个盐电池阵列，并产生了足够的电力，分别为计算器、LED灯和秒表供电。
叶、秦和他们的团队成员说，他们的发现扩大了可用于制造红膜的生态材料的范围，提高了渗透能量收集性能，使这些系统在现实世界中更可行。
更多信息:离子和电子解耦途径增强渗透能量收集，ACS能源快报(2024)。DOI: 10.1021 / acsenergylett。4c00320期刊信息:美国化学学会提供的ACS能源通讯引文:盐电池在河流与海洋交汇的地方收集渗透能(2024,4月24日)检索自2024年4月24日https://techxplore.com/news/2024-04-salt-battery-harvests-osmotic-energy.html本文档受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
