近日,中國科學院近代物理研究所材料中心納米材料室科研人員在一維/二維復合結構反電滲析發電研究方面取得進展,相關成果發表在ACS Applied Materials & Interfaces上。
具有特殊結構的納米通道除在離子分離、生物分子檢測等領域發揮重要作用之外,還可以借助其高的離子選擇性和優異的離子整流特性作為反電滲析技術的核心部件用于反電滲析發電。為制備出具有高功率和高效率的反電滲析發電結構,近代物理所科研人員提出將PET錐形納米通道與二維層狀氧化石墨烯(GO)膜相結合制備出1D/2D復合結構,并研究了復合結構的反電滲析發電特性(圖1)。
研究表明,1D/2D復合結構在增加結構不對稱性的基礎上實現了離子整流效應的提升,并有效提升了發電電流和發電電壓;通過系統研究不同濃度差、pH值、陽離子溶液以及PET結構對反電滲析發電性能的影響,獲得的1D/2D復合結構發電功率最高可達118.2 pW,發電效率達40.3%(圖2)。
研究工作得到國家自然科學基金和國家重點研發計劃的支持。
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