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成都理工大学汪建AFM:高拉伸金属配位水凝胶膜,实现大面积稳定渗透能转换

高分子科学前沿  · 公众号  · 化学  · 2025-08-08 08:25
    

主要观点总结

文章介绍了开发清洁可持续能源的背景,特别是海洋渗透能(盐差能)的重要性以及现有技术的挑战。成都理工大学汪建副教授团队开发出新型聚丙烯酰胺基水凝胶膜,通过物理/化学协同交联策略实现突破,具有高拉伸性、超低溶胀率、稳定的离子传输和能量转换效率。该水凝胶膜在大面积应用时仍能保持稳定的能量转换,为盐湖、工业废水等场景的能源回收提供新路径。

关键观点总结

关键观点1: 文章背景介绍清洁可持续能源的重要性。

随着化石燃料枯竭与环境问题加剧,开发清洁可持续能源成为全球优先课题,海洋渗透能储量巨大,尤其在河海交界处潜力巨大。

关键观点2: 现有技术的挑战。

传统基于离子选择膜的反电渗析(RED)技术面临四大挑战:盐度梯度稀释、离子传输路径延长、离子选择性下降以及浓差极化(ICP)效应,导致能量转换效率急剧降低。

关键观点3: 成都理工大学汪建副教授团队的新型水凝胶膜的特点。

该水凝胶膜采用聚丙烯酰胺基材料,通过物理/化学协同交联策略实现突破,兼具高拉伸性、超低溶胀率、稳定的离子传输和能量转换效率。

关键观点4: 新型水凝胶膜的应用及优势。

该水凝胶膜在0.1 mm²测试面积下渗透能功率密度达36.35 W/m²,当面积扩大至177 mm²时,仍能稳定输出0.1 W/m²,较传统海水/河水梯度提升30倍以上。其温和制备工艺、优异抗溶胀性及环境相容性为盐湖、工业废水等场景的能源回收提供新路径。

关键观点5: 研究的意义和未来展望。

该研究通过金属离子配位策略攻克了水凝胶膜机械强度与离子传输的权衡难题,为实用化提供了可能。团队指出高盐条件可有效抑制浓差极化,推动水凝胶渗透能技术进一步发展。


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