Ionisk termisk op-diffusion booster energihøst

Salinitetsgradientenergi er anerkendt som en lovende kandidat til substitution af traditionelle fossile brændstoffer. For nylig har høstning af energi fra nanofluidisk saltholdighedsgradient via ionkanaler eller membraner vakt stigende interesse på grund af fremskridt inden for materialevidenskab og nanoteknologi, som kunne tilbyde meget højere effekttæthed end makro-omvendt elektrodialysesystemer, angiver dets potentiale til at høste den blå energi (ca. 1,4-2,6 TW), der frigives ved at blande havvand og flodvand, samt at forbedre den udvundne kraft til membranbaserede osmotiske varmemotorer.

Tidligere indsats med fokus på det nanofluidiske energiomdannelsessystem beskæftiger sig hovedsageligt med de isotermiske forhold. Det konventionelle synspunkt antyder, at forbedring af membranpotentialet kræver en større temperatur og en lang kanallængde for at garantere en stor selektivitet og en høj effektiv koncentrationsforskel. Denne intuitive bedømmelse tager højde for stigende temperatur for at opnå bedre ydeevne. Imidlertid, den transmembrane temperaturforskel er en meget vigtig, men længe overset element, der påvirker ydeevnen af ​​nano-enheder.

I en ny forskningsartikel offentliggjort i Beijing-baserede National Science Review , forskere ved Huazhong University of Science and Technology, Kina præsenterer en unormal temperaturafhængighed i nanofluidisk elproduktion. En negativ temperaturforskel kan væsentligt forbedre membranpotentialet på grund af virkningen af ​​ionisk termisk op-diffusion, der fremmer selektivitet og undertrykker ionkoncentrationspolarisering, især på lavkoncentrationssiden, hvilket resulterer i dramatisk forbedret elektrisk effekt. Simple og effektive måder er også foreslået til at fremstille afstembare ioniske spændingskilder og forbedre saltholdighedsgradientenergikonvertering baseret på små nanoskala biokanaler og mimetiske nanokanaler.

"Videnskabeligt vi afslører vigtigheden af ​​et længe overset element, transmembran temperaturforskel, i nanofluidisk saltholdighedsgradient-energihøst, " Prof. Wei Liu sagde, "Til ansøgninger og vejledning, vi kan fremstille afstembare ioniske spændingskilder, hvor spændingen er tunet af temperaturen på lavkoncentrationssiden og den indre modstand justeret af temperaturen på højkoncentrationssiden. Og spildvarme kan bruges til at øge udgangseffekten og ionfluxen ved at etablere transmembran temperaturforskel for at matche den optimale transmembrane koncentrationsintensitet under nanoskala biokanaler og mimetiske nanokanaler."