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盐度梯度能被认为是替代传统化石燃料的有希望的候选者

前沿科技 2019-08-07 10:26:01

盐度梯度能被认为是替代传统化石燃料的有希望的候选者。最近,由于材料科学和纳米技术的进步,纳米流体盐度梯度能量通过离子通道或膜的收获引起了越来越多的关注,这可以提供比宏观反向电渗析系统高得多的功率密度,表明它有可能收获蓝色能量(约1.4 -2.6 TW)通过混合海水和河水释放,以及增强膜基渗透热机提取的功率。

以前关注纳米流体能量转换系统的努力主要涉及等温条件。传统观点认为,改善膜电位需要更大的温度和长的通道长度以保证大的选择性和高的有效浓度差。这种直观的判断是为了提高温度以实现更好的性能。然而,跨膜温差是影响纳米氧化装置性能的一个非常重要但长期被忽视的因素。

在北京“ 国家科学评论 ”上发表的一篇新研究论文中,中国华中科技大学的科学家们对纳米流体发电产生了异常的温度依赖性。负温差可以显着改善膜电位,这是由于离子热上扩散的影响,其促进选择性并抑制离子浓度极化,尤其是在低浓度侧,这导致显着增强的电功率。还提出了简单有效的方法来制造可调谐离子电压源,并基于小纳米级生物通道和模拟纳米通道增强盐度梯度能量转换。

“科学地,我们揭示了长期被忽视的元素,跨膜温度差异在纳米流体盐度梯度能量收集中的重要性,”刘伟教授说,“为了应用和指导,我们可以制造可调谐离子电压源,其中电压是通过低浓度侧温度调节内部电阻,通过高浓度侧温度调节内部电阻,通过建立跨膜温差来匹配最佳跨膜浓度强度,可以利用余热提高功率输出和离子通量。纳米级生物通道和模拟纳米通道。“

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