藍色能源(Blue energy)作為鹽度梯度變化產生的清潔能源受到人們的廣泛關注,人們發現通過無定形材料構成的帶電薄膜材料能夠用于收集藍色能源,但是通常面臨能量密度低的問題。晶體材料具有本征多孔有序結構,能夠克服這種局限。分子篩材料是具有規則亞納米流動通道并且電荷密度可調控的晶體材料,有可能解決這個難題。
有鑒于此,沙特阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)賴志平教授等報道NaX分子篩材料能夠作為高性能膜用于收集藍色能源。
NaX分子篩薄膜在50倍NaCl濃度梯度可以達到21.27 W m-2功率密度,性能超過了目前最好的膜材料。測試其實際應用,發現在紅海/河、死海/河、青海鹽水/河的功率密度分別達到29.1 W m-2、81.0 W m-2、380.1 W m-2。
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分子篩膜能夠在高堿性(~0.5 M NaOH)工作,CO32-/OH-的分離選擇性達到25。這項研究結果表明分子篩膜材料在藍色能源的發展前景,具有藍色能源領域的發展機會。
參考文獻
Wei, R., Liu, X., Cao, L. et al. Zeolite membrane with sub-nanofluidic channels for superior blue energy harvesting. Nat Commun 15, 10489 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-54755-4