Ionic thermal up-diffusion in nanofluidic salinity-gradient energy harvesting

离子键合 材料科学 扩散 温度梯度 等温过程 化学物理 纳米技术 离子 化学 热力学 生物化学 量子力学 物理 有机化学
作者
Rui Long,Zhengfei Kuang,Zhichun Liu,Wei Liu
出处
期刊:National Science Review [Oxford University Press]
卷期号:6 (6): 1266-1273 被引量:78
标识
DOI:10.1093/nsr/nwz106
摘要

Advances in nanofabrication and materials science give a boost to the research in nanofluidic energy harvesting. Contrary to previous efforts on isothermal conditions, here a study on asymmetric temperature dependence in nanofluidic power generation is conducted. Results are somewhat counterintuitive. A negative temperature difference can significantly improve the membrane potential due to the impact of ionic thermal up-diffusion that promotes the selectivity and suppresses the ion-concentration polarization, especially at the low-concentration side, which results in dramatically enhanced electric power. A positive temperature difference lowers the membrane potential due to the impact of ionic thermal down-diffusion, although it promotes the diffusion current induced by decreased electrical resistance. Originating from the compromise of the temperature-impacted membrane potential and diffusion current, a positive temperature difference enhances the power at low transmembrane-concentration intensities and hinders the power for high transmembrane-concentration intensities. Based on the system's temperature response, we have proposed a simple and efficient way to fabricate tunable ionic voltage sources and enhance salinity-gradient energy conversion based on small nanoscale biochannels and mimetic nanochannels. These findings reveal the importance of a long-overlooked element-temperature-in nanofluidic energy harvesting and provide insights for the optimization and fabrication of high-performance nanofluidic power devices.
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
刚刚
平常日记本完成签到 ,获得积分10
2秒前
Nicole完成签到 ,获得积分20
3秒前
3秒前
芒果布丁发布了新的文献求助10
4秒前
gzf完成签到 ,获得积分10
5秒前
何如当初莫相识完成签到,获得积分10
5秒前
二橦完成签到 ,获得积分10
6秒前
jue完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
wang发布了新的文献求助10
7秒前
海边的曼彻斯特完成签到 ,获得积分10
8秒前
期刊发布了新的文献求助10
10秒前
一只咸鱼完成签到,获得积分10
11秒前
by完成签到,获得积分10
12秒前
泽锦臻完成签到 ,获得积分10
14秒前
Lan完成签到 ,获得积分10
17秒前
陈豆豆完成签到 ,获得积分10
18秒前
和谐的醉山完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
21秒前
kingwill应助科研通管家采纳,获得20
21秒前
21秒前
21秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
期刊完成签到 ,获得积分20
24秒前
一只滦完成签到,获得积分10
26秒前
侧耳倾听发布了新的文献求助10
27秒前
过于喧嚣的孤独完成签到,获得积分10
30秒前
淡然以柳完成签到 ,获得积分10
30秒前
wang完成签到,获得积分20
33秒前
33秒前
小脸红扑扑完成签到 ,获得积分10
36秒前
Owen应助陶醉的笑槐采纳,获得10
38秒前
王志鹏发布了新的文献求助10
39秒前
pengchen完成签到 ,获得积分10
42秒前
Bingzheng完成签到,获得积分10
42秒前
灰玲牛应助灵巧安蕾采纳,获得30
47秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 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 3965786
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3511036
关于积分的说明 11156066
捐赠科研通 3245497
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1793093
邀请新用户注册赠送积分活动 874230
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804255