前沿透视：从海水中收集能量，MoS2遇上CNF实现高性能渗透能转换膜

来源：今日新材料

海水和河水之间的渗透能是一种可再生能源，世界上可收集的渗透能总量是每年水力发电量的两倍。逆电渗析是一项非常有前途的技术，它可以将盐度梯度的电化学电势差直接转换为电能，但其功能受到核心膜组件性能低下的阻碍。2D纳米流体有超快渗透和高度选择性的功能，为克服渗透膜的巨大潜力开辟了收获渗透能的新途径。

中国科学院理化技术研究所闻利平、Zhang Zhen团队通过结合含有高浓度金属相的化学剥离MoS2纳米片与环保型纤维素纳米纤维（CNF）制备高强度和坚固的2D MoS2膜。CNF作为增强剂，该复合膜兼具高离子电导率和出色的机械性能。当将人造河水和海水混合在一起时，输出功率密度达到5.2Wm–2。金属1T相（M-MoS2）比半导体2H相（S-MoS2）的电子密度更高，对阳离子具有更大的亲和力，因此系统具有出色的离子选择性和高离子通量，并极大地促进了发电。该复合膜还可以在天然水条件下稳定工作，而不会阻塞多价离子，功率输出高达6.7Wm–2。该系统在人工和天然水源下的渗透能转换性能不仅超过了商用离子交换膜，而且还超过了最先进的宏观2D纳米流体膜。这项工作表明了宏观MoS2的巨大潜力，并突出了相工程在调节离子扩散以及能量转换中的关键作用。

文献链接：
Metallic Two-Dimensional MoS2 Composites as High-Performance Osmotic Energy Conversion Membranes，JACS，2020

原文链接：
https://www.toutiao.com/i6920806480522248717/?tt_from=weixin&utm_campaign=client_share&wxshare_count=1&timestamp=1611390128&app=news_article&utm_source=weixin&utm_medium=toutiao_ios&use_new_style=1&req_id=202101231622070101351140242B546DA9&share_token=4C2D359B-B9B3-4649-9B64-FB604D78DA82&group_id=6920806480522248717