【摘 要】
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河水与海水交汇处的盐差能蕴含着大量的能量,被认为是一种新型的可再生能源。利用离子交换膜的反向电渗析法是将盐差能转化为电能最有效的技术之一。将具有选择性的离子交换膜置于海水和河水交汇处,离子浓差梯度产生的渗透压驱使海水中高浓度离子流向低浓度的河水中,并耦合相应的电极将离子信号转换为电子信号,从而有效的将河水与海水交汇处的盐差能转换为电能。离子交换膜是反向电渗析技术中最重要的部分,其性能好坏直接决定能
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河水与海水交汇处的盐差能蕴含着大量的能量,被认为是一种新型的可再生能源。利用离子交换膜的反向电渗析法是将盐差能转化为电能最有效的技术之一。将具有选择性的离子交换膜置于海水和河水交汇处,离子浓差梯度产生的渗透压驱使海水中高浓度离子流向低浓度的河水中,并耦合相应的电极将离子信号转换为电子信号,从而有效的将河水与海水交汇处的盐差能转换为电能。离子交换膜是反向电渗析技术中最重要的部分,其性能好坏直接决定能量转换效率的高低。目前,研究人员已经开发了如氧化石墨烯、MXene等多种离子交换膜来实现盐差能转换;然而这些膜大都具有阳离子选择性,仅能将海水中的阳离子定向传输至低浓度的河水中,而忽略了海水与河水中仍存在等量的阴离子。基于此,本文采用UiO-66-NH2金属有机骨架（MOFs）与阳极氧化铝（AAO）基底复合构建具有三维亚纳米通道的阴离子选择性复合膜,并通过混合人工海水（0.5 M Na Cl）和河水（0.01 M Na Cl）实现了高性能盐差能转化,最大功率密度达到1.47 W/m~2,并在连续运行一周后仍保持了该功率密度。此外,通过p H来调节材料表面电荷密度,并在酸性条件下实现了更高的输出功率。该UiO-66-NH2与氧化铝复合膜易于制造且价格低廉,其结构致密且在盐水中具有长期工作稳定性,有极大潜力满足未来能源需求。
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