为蓝色能源的未来控制离子传输：研究强调纳米孔膜的潜力

蓝色能源有潜力为化石燃料提供可持续的替代品。简单来说，它涉及到利用盐溶液中离子从高浓度移动到低浓度时产生的能量

包括大阪大学研究人员在内的一个团队探索了电压对离子通过纳米孔膜的影响，以证明对这一过程的控制更大

在最近发表在《ACS Nano》上的一项研究中，研究人员着眼于调整离子通过组成膜的纳米孔阵列的流动，以及这种控制如何使大规模应用该技术成为现实

如果膜是由带电荷的材料制成的，纳米孔可以通过吸引带相反电荷的溶液离子来产生电流。然后，带相同电荷的离子可以通过孔产生电流。这意味着孔隙材料非常重要，迄今为止，选择孔隙材料一直是控制流量和电流的手段

然而，在一系列不同的材料中产生完全相同的孔结构以了解其比较性能是具有挑战性的。因此，研究人员决定研究另一种调整离子在纳米孔膜上流动的方法

该研究的主要作者Makusu Tsutsui解释道：“我们没有简单地使用膜的基本表面电荷来控制流量，而是研究了施加电压时会发生什么。”。“我们使用嵌入薄膜的栅电极通过电压控制电场，其方式与传统电路中的半导体晶体管工作方式类似。”

研究人员发现，在不施加电压的情况下，阳离子流不会产生电荷；带正电的离子&mdash；因为它们被带负电的膜表面吸引

然而，如果施加不同的电压，这种性能可以调整为允许阳离子流动，甚至提供对阳离子的完全选择性。这导致渗透能量效率增加了六倍

资深作者Tomoji Kawai表示：“通过提高构成膜的纳米孔表面的电荷密度，我们实现了15W/m2的功率密度。”。“就技术进步而言，这是非常令人鼓舞的。”

研究结果揭示了在日常应用中缩放纳米孔膜的潜力。人们希望纳米孔渗透能发生器将为更可持续的能源未来提供一种将蓝色能源带入主流的手段