Improved osmotic energy conversion in heterogeneous membrane boosted by three-dimensional hydrogel interface

渗透力 缓压渗透 化学工程 材料科学 聚电解质 渗透压 离子键合 扩散 渗透 化学物理 能量转换 正渗透 离子 聚合物 生物物理学 化学 热力学 复合材料 生物化学 反渗透 工程类 物理 生物 有机化学
作者
Zhen Zhang,He Li,Congcong Zhu,Yongchao Qian,Liping Wen,Lei Jiang
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:11 (1) 被引量:282
标识
DOI:10.1038/s41467-020-14674-6
摘要

Abstract The emerging heterogeneous membranes show unprecedented superiority in harvesting the osmotic energy between ionic solutions of different salinity. However, the power densities are limited by the low interfacial transport efficiency caused by a mismatch of pore alignment and insufficient coupling between channels of different dimensions. Here we demonstrate the use of three-dimensional (3D) gel interface to achieve high-performance osmotic energy conversion through hybridizing polyelectrolyte hydrogel and aramid nanofiber membrane. The ionic diode effect of the heterogeneous membrane facilitates one-way ion diffusion, and the gel layer provides a charged 3D transport network, greatly enhancing the interfacial transport efficiency. When used for harvesting the osmotic energy from the mixing of sea and river water, the heterogeneous membrane outperforms the state-of-the-art membranes, to the best of our knowledge, with power densities of 5.06 W m −2 . The diversity of the polyelectrolyte and gel makes our strategy a potentially universal approach for osmotic energy conversion.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
zpbb完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
1秒前
肖遥完成签到,获得积分10
1秒前
111发布了新的文献求助10
2秒前
小闵完成签到,获得积分10
2秒前
小蘑菇应助胡树采纳,获得10
2秒前
4秒前
4秒前
4秒前
威武雪兰完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
一坨完成签到 ,获得积分10
4秒前
科研通AI5应助net80yhm采纳,获得10
5秒前
lh发布了新的文献求助10
6秒前
Einson完成签到 ,获得积分10
7秒前
lx发布了新的文献求助10
7秒前
001完成签到,获得积分10
8秒前
开着飞机骑拖拉机完成签到,获得积分10
8秒前
寇婧怡完成签到 ,获得积分10
9秒前
阿湫发布了新的文献求助10
9秒前
Qsss发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
10秒前
JamesPei应助111采纳,获得10
10秒前
执笔完成签到,获得积分10
10秒前
手可摘星辰完成签到 ,获得积分10
11秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
11秒前
李健应助大帅采纳,获得10
12秒前
13秒前
冷艳的火龙果完成签到,获得积分10
13秒前
不知完成签到 ,获得积分10
13秒前
Zard发布了新的文献求助10
15秒前
清仔发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
大地上的鱼完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
上官若男应助平常的路人采纳,获得10
16秒前
小花发布了新的文献求助10
17秒前
庸俗完成签到,获得积分10
18秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
Research on Disturbance Rejection Control Algorithm for Aerial Operation Robots 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038524
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3576221
关于积分的说明 11374737
捐赠科研通 3305912
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819354
邀请新用户注册赠送积分活动 892688
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815048