蘊藏於高鹽工業廢水中的鹽差能，憑借其豐富的可用性、清潔性和可持續性等特性受到研究者廣泛關註。近期，西安建築科技大學環境與市政工程學院、陜西省膜分離技術研究院王磊教授、王琎教授在國際權威期刊【自然·通訊】上發表題為【二維紫質基金屬有機框架膜的光響應超快離子傳輸及其在離子能回收中的套用】的最新研究成果。這也是團隊繼2024年1月在【自然·通訊】上發表【蛭石異質納米通道膜在實際高鹽體系中的滲透能回收】後的又一研究成果。
該文設計了一種基於二維紫質金屬有機框架的仿生納米流體系統，得益於二維紫質基金屬有機框架固有的納米多孔結構和水平層間通道，紫質基金屬有機框架膜表現出了極高的離子滲透性，大幅提升了離子電導水平，促進鹽差能向電能的高效轉化，其發電功率密度達到16.64瓦每平方米。
此外，紫質基金屬有機框架的優異光熱轉化特性為利用光照控制離子傳輸提供了可能。透過將太陽能與鹽度梯度相結合，增強了離子傳輸的驅動力，可進一步提高鹽差能轉化效能，在光照條件下功率密度轉化達到非光照條件下的兩倍。
值得註意的是，高效的光驅動離子傳輸打破了鹽差能回收對溶液濃度梯度的依賴。在光照條件下，紫質基金屬有機框架膜可在無濃度差體系中實作了0.82瓦每平方米的功率密度。為太陽能/離子能協同回收提供了新的思路，對於實作儲備新能源技術、培育未來新質生產力具有重要意義。
論文第一作者為王琎教授，通訊作者為王磊教授、王琎教授和中國科學院理化技術研究所孔祥玉研究員，碩士研究生宋澤源等人為該工作作出了重要貢獻，西安交通大學黃博教授、中國科學院福建物質結構研究所徐剛教授也為該研究提供了重要幫助，西安建築科技大學為論文的第一完成單位。該研究工作得到了國家重點研發計劃等基金的資助，陜西省膜分離技術重點實驗室、陜西省環境工程重點實驗室為研究的開展提供了器材條件。
華商報記者 任婷
來源：華商網-華商報
