一种盐差发电异质膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种盐差发电异质膜及其制备方法与应用。该异质膜包括离子选择性水凝胶和PET纳米通道膜，离子选择性水凝胶黏附在PET纳米通道膜的外表面一侧，二者厚度比为(100～500)：(10～12)。通过在PET纳米通道膜上覆盖离子选择性水凝胶，用以消除浓度极化对盐差发电的负面影响。该异质膜两侧的拥有不同的孔径，电荷密度，润湿性，打破了柱形PET多孔膜的对称性，不对称结构不仅能够提高PET纳米通道的离子选择性，加速反离子通过孔道，还能使反离子无法聚集在通道出口附近形成离子极化，减小对发电功率的负面影响，能够充分利用盐差能，在50倍浓度差条件下能够保持较高的发电功率1.92W/m2。。。

【技术实现步骤摘要】
一种盐差发电异质膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于离子通道薄膜技术与应用领域，具体涉及一种盐差发电异质膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着时代的发展，人们对可再生和可持续能源的需求不断增加。典型的可再生能源包括光伏发电、风力发电、水力发电、地热发电、波浪发电、潮汐能和生物质能。然而，这些能源仍然存在缺陷，例如依赖天气和环境，以及电力供应不稳定。盐度梯度发电是半永久性的，在运行过程中不会排放污染物，是一种很有前途的可再生和可持续(蓝色)能源，充分利用好有望解决人类社会面临的能源危机。迄今为止，已经开发了不同的技术来捕获盐度梯度的能量，包括压力延迟渗透(PRO)和反电渗析(RED)。在这些技术中，RED专注于利用海水和河水之间盐度梯度的潜在差异来发电。传统的商业离子交换膜面临着无法兼顾离子选择性和传输速率的问题。
[0003]近年来，固态纳米孔备受关注，有研究团队制备出具有超小孔径和超高电荷密度的单层MoS2进行盐差发电，提高了发电功率(J.D.Feng,et al.Nature 2016,536,197
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盐差发电异质膜，其特征在于，包括离子选择性水凝胶和PET纳米通道膜，所述离子选择性水凝胶黏附在所述PET纳米通道膜的外表面一侧，所述离子选择性水凝胶的厚度与所述PET纳米通道膜的厚度比为(100～500)：(10～12)。2.如权利要求1所述的盐差发电异质膜，其特征在于，所述PET纳米通道膜的孔径为20～300nm，孔密度为104～10
10
cm
‑2，厚度为10～12μm。3.如权利要求1所述的盐差发电异质膜，其特征在于，所述离子选择性水凝胶的厚度为100～500μm。4.如权利要求1
‑
3任一项中所述的盐差发电异质膜，其特征在于，所述离子选择性水凝胶由单体、交联剂和光引发剂混合制成，所述单体包括丙烯酰胺、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙烷磺酸和(3
‑
丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵中至少一种。5.如权利要求4所述的盐差发电异质膜，其特征在于，所述交联剂包括N,N
′‑
亚甲基双丙烯酰胺或二甲基丙烯酰胺；所述光引发剂为2
‑
羟基
‑2‑
甲基丙酮。6.一种如权利要求5所述的盐差发电异质膜的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴煜，李嘉倩，张孝进，夏帆，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：