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跨膜温差增加盐度梯度能量产生

尽管盐度梯度能是替代传统化石燃料的最佳选择,担心近年来,随着材料科学和纳米技术的发展,通过膜或离子通道获取的纳米流体盐度梯度能量越来越多。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

(a) 具有不对称跨膜温差的离子浓度分布示意图。(b)不同温差下的电功率。(c)在较小的跨膜浓度强度下,正负温差都有助于产生电能。在较高的跨膜浓度强度下,负温差促进电能提取,正温差阻碍电能。(图片来源:科学中国出版社)欧洲杯线上买球

盐度梯度能源可以提供更高的功率密度和宏观反向电渗析系统相比,它有能力收集蓝色的能量(约1.4 - -2.6 TW)当海水和河水发出并提高能源提取膜基结合渗透热引擎。

科学家们此前曾试图主要在等温条件下研究纳米流体能量转换系统。传统观点认为,提高膜电位需要高温和长通道长度,以确保高有效浓度差和大选择性。

这种本能的理解解释了提高温度有助于实现更好的性能。然而,跨膜温差是影响纳米流体装置性能的一个非常关键但长期被忽视的因素。

在一项新的研究中国家科学评论欧洲杯线上买球北京华中科技大学的研究人员,中国的研究人员已经表明,纳米流体的能量产生异常地依赖于温度。欧洲杯线上买球

负温度差由于离子热向上扩散的作用,提高了离子浓度的选择性,抑制了离子浓度的极化,使膜电位显著增加,特别是在浓度较低的一侧。

人们还提出了简单且经济有效的方法来生产可调谐的离子电压源,并依靠模拟纳米通道和小的纳米尺度生物通道改善盐度梯度能量转换。

在科学上,我们揭示了长期被忽视的跨膜温差元素在纳米流体盐度梯度能量收集中的重要性。为了应用和指导,我们可以制作可调谐的离子电压源,其中电压由低浓度侧的温度调节,内阻由高浓度侧的温度调节.

刘威教授,中国华中科技大学欧洲杯线上买球

刘教授接着说在纳米级生物通道和模拟纳米通道下,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”。

本研究得到中国国家自然科学基金资助。欧洲杯线上买球

来源:http://www.scichina.com/

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