All-natural 2D nanofluidics as highly-efficient osmotic energy generators

纳米流体学 纳米技术 材料科学
作者
Jiadong Tang,Yun Wang,Hongyang Yang,Qianqian Zhang,Ce Wang,Leyuan Li,Zilong Zheng,Yuhong Jin,Hao Wang,Yifan Gu,Tieyong Zuo
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:15 (1) 被引量:16
标识
DOI:10.1038/s41467-024-47915-z
摘要

Two-dimensional nanofluidics based on naturally abundant clay are good candidates for harvesting osmotic energy between the sea and river from the perspective of commercialization and environmental sustainability. However, clay-based nanofluidics outputting long-term considerable osmotic power remains extremely challenging to achieve due to the lack of surface charge and mechanical strength. Here, a two-dimensional all-natural nanofluidic (2D-NNF) is developed as a robust and highly efficient osmotic energy generator based on an interlocking configuration of stacked montmorillonite nanosheets (from natural clay) and their intercalated cellulose nanofibers (from natural wood). The generated nano-confined interlamellar channels with abundant surface and space negative charges facilitate selective and fast hopping transport of cations in the 2D-NNF. This contributes to an osmotic power output of ~8.61 W m
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