Understanding the Giant Gap between Single‐Pore‐ and Membrane‐Based Nanofluidic Osmotic Power Generators

纳米孔 功率密度 材料科学 多孔性 渗透力 桥接(联网) 纳米技术 纳米流体学 工作(物理) 功率(物理) 化学物理 复合材料 机械工程 化学 热力学 计算机科学 工程类 物理 反渗透 正渗透 生物化学 计算机网络
作者
Jun Gao,Xueli Liu,Yanan Jiang,Liping Ding,Lei Jiang,Wei Guo
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:15 (11) 被引量:138
标识
DOI:10.1002/smll.201804279
摘要

Nanofluidic blue energy harvesting attracts great interest due to its high power density and easy-to-implement nature. Proof-of-concept studies on single-pore platforms show that the power density approaches up to 103 to 106 W m-2 . However, to translate the estimated high power density into real high power becomes a challenge in membrane-scale applications. The actual power density from existing membrane materials is merely several watts per square meter. Understanding the origin and thereby bridging the giant gap between the single-pore demonstration and the membrane-scale application is therefore highly demanded. In this work, an intuitive resistance paradigm is adopted to show that this giant gap originates from the different ion transport property in porous membrane, which is dominated by both the constant reservoir resistance and the reservoir/nanopore interfacial resistance. In this case, the generated electric power becomes saturated despite the increasing pore number. The theoretical predictions are further compared with existing experimental results in literature. For both single nanopore and multipore membrane, the simulation results excellently cover the range of the experimental results. Importantly, by suppressing the reservoir and interfacial resistances, kW m-2 to MW m-2 power density can be achieved with multipore membranes, approaching the level of a single-pore system.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
默默的豁完成签到,获得积分20
刚刚
今后应助lyj采纳,获得10
1秒前
科研通AI2S应助王青青采纳,获得10
1秒前
科研通AI2S应助微微采纳,获得10
4秒前
yinxx完成签到,获得积分10
5秒前
rich发布了新的文献求助10
6秒前
ephore应助JayWu采纳,获得20
7秒前
认真的馕完成签到,获得积分10
8秒前
冷静的傲易完成签到,获得积分10
8秒前
锅锅完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
努努力发布了新的文献求助10
10秒前
ephore应助南环采纳,获得30
11秒前
雅2018发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
Toooo关注了科研通微信公众号
13秒前
充电宝应助小浩爱科研采纳,获得10
14秒前
sunrase完成签到,获得积分10
14秒前
坚定悟空完成签到,获得积分10
16秒前
能干耳机应助九枝。采纳,获得10
16秒前
凌问晴发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
19秒前
研友_VZG7GZ应助XQ采纳,获得10
19秒前
英俊的铭应助忧伤的彩虹采纳,获得10
22秒前
隐形曼青应助风中傻姑采纳,获得10
23秒前
24秒前
默默的豁发布了新的文献求助10
24秒前
ran发布了新的文献求助10
24秒前
CodeCraft应助坚定悟空采纳,获得10
24秒前
无花果应助wjq采纳,获得10
24秒前
Jasper应助李昕123采纳,获得10
25秒前
宁洁元发布了新的文献求助10
25秒前
27秒前
852应助贿猫采纳,获得10
27秒前
抹茶肥肠发布了新的文献求助30
30秒前
31秒前
慕青应助MG采纳,获得10
33秒前
高分求助中
Medicina di laboratorio. Logica e patologia clinica 600
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
Sarcolestes leedsi Lydekker, an ankylosaurian dinosaur from the Middle Jurassic of England 500
Machine Learning for Polymer Informatics 500
《关于整治突出dupin问题的实施意见》(厅字〔2019〕52号) 500
2024 Medicinal Chemistry Reviews 480
Geochemistry, 2nd Edition 地球化学经典教科书第二版 401
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3216712
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2865932
关于积分的说明 8149628
捐赠科研通 2532410
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1365747
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 644620
邀请新用户注册赠送积分活动 617526