近日，西安建筑科技大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院、陜西省膜分離技術(shù)研究院團(tuán)隊(duì)在國(guó)際權(quán)威期刊《自然-通訊》上發(fā)表題為《蛭石異質(zhì)納米通道膜在實(shí)際高鹽體系中的滲透能回收》的最新研究。該研究也是繼團(tuán)隊(duì)2020年在《自然-通訊》發(fā)表相關(guān)研究成果后，再次在膜分離領(lǐng)域取得的新突破。

　為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，提高新能源和清潔能源的占比，開(kāi)發(fā)綠色新型能源以替代高碳能源已成為一項(xiàng)重要課題。近年來(lái)，蘊(yùn)藏于海水、鹵水和高鹽工業(yè)廢水等自然與工業(yè)資源中的“藍(lán)色能源”——滲透能，因其儲(chǔ)量大、可再生等特點(diǎn)，受到了研究者的廣泛關(guān)注。具有離子分離特性的功能薄膜是滲透能回收的關(guān)鍵。然而，在實(shí)際滲透能的回收過(guò)程中，水體的高鹽濃度往往導(dǎo)致分離膜的離子選擇性和擴(kuò)散性發(fā)生大幅下降，從而嚴(yán)重制約了該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用與推廣。

　　針對(duì)上述問(wèn)題，西安建筑科技大學(xué)王磊教授膜分離團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了基于二維蛭石納米材料的異質(zhì)納米通道膜，通過(guò)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了“初步富集+二次分離”的離子輸運(yùn)過(guò)程。得益于此，即使在高濃度鹽度5M(鹽度梯度500倍)的極端條件下，蛭石納米通道膜仍表現(xiàn)出高效穩(wěn)定的滲透能回收性能，輸出功率密度(Pmax)可達(dá)到33.76W/㎡ 。

　　為了進(jìn)一步證明該體系在實(shí)際高鹽環(huán)境滲透能收集場(chǎng)景中的應(yīng)用性能，團(tuán)隊(duì)選用多種青海當(dāng)?shù)氐膶?shí)際鹽湖鹵水進(jìn)行了驗(yàn)證，并獲得了最高25.9W/㎡的功率密度。該工作展現(xiàn)了在實(shí)際高鹽鹵水、工業(yè)廢水中實(shí)現(xiàn)滲透能有效收集的潛力，對(duì)于可持續(xù)能源的發(fā)展具有重要的意義。

　　據(jù)了解，該研究工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等資金的資助，陜西省環(huán)境工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、陜西省膜分離技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、學(xué)校分析測(cè)試中心以及國(guó)家超算西安中心建大分中心也為研究開(kāi)展給予了重要支持。

責(zé)任編輯：王雨蜻