近日，中国科大苏州高等研究院张振教授与马克斯普朗克微结构物理研究所冯新亮教授合作在《Advanced Materials》上发表了题为“Giant Blue Energy Harvesting in Two-Dimensional Polymer Membranes with Spatially Aligned Charges”的研究论文。

在当今日益增长的对可持续和可再生能源的追求中，海水和河水之间的渗透能正引起越来越广泛的兴趣。在应用于渗透能转换的反向电渗析中，迫切需要新型的流体通道膜作为高效的选择性传输离子介质，从而实现更高功率密度的目标。该领域的主要挑战之一在于构建具有限域纳米通道的结构，以实现低能垒传输。

本研究提出了一种创新的纳米流体通道概念，其具有双静电效应旨在提升离子选择性和离子通量。为了实现这一点，作者成功合成了基于碘化丙啶的二维聚合物膜（PI-2DP）。该膜同时具有骨架电荷和内在空间电荷，它们在空间中沿着离子传输路径排列。PI-2DP的双电荷设计显着增强了易位阴离子与正电聚合物骨架之间的静电相互作用，实现了卓越的阴离子选择性。在应用于标准人造海水和河水之间时，作者实现了显著的功率密度，高达48.4 W m^-2 ，优于大多数的纳米流体膜的性能。这种具有双层电荷的纳米流体膜的设计将激发更多的离子选择性通道的创新，有望为全球能源可持续利用做出重要贡献。

张振教授和冯新亮教授为本论文的共同通讯作者，中国科大苏州高研院为论文主要通讯单位。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202310791

                                                                                                                                                                      （纳米科学技术学院）