研究前沿：Angew-抗溶胀水凝胶膜，可用于海水+淡水发电

海水和淡水混合一起时，海水里的盐离子就会自发向淡水扩散，其中，带电的盐离子穿行时就形成了电流，从而实现渗透能发电。这种基于膜的反电渗析 (reverse electrodialysis, RED)方法能够直接将渗透能转化为电能。近日，青岛大学隋坤艳教授团队在Angew上发文，报道了利用超快反应扩散法制备的，一种连续梯度全多糖聚电解质水凝胶膜，表现出优异的离子选择性和高离子电导率，能够实现高性能的渗透能转换。保留非对称膜的离子二极管效应，以促进单向离子扩散，避免不利的界面效应。开发的半透膜发电机，可以通过混合海水和河水实现 7.87 W/m2的超高功率密度。

以可再生的天然多糖聚电解质，如虾和蟹壳中的壳聚糖（CS）、海藻中的海藻酸钠（SA）、黄原胶（Xg）以及玉米中的k-角叉菜胶 (KC)和树木中的羧甲基纤维素钠 (CMC-Na)等为原料，通过反应扩散法可以在 30 s 内快速制备抗膨胀梯度的聚电解质水凝胶膜。图为水凝胶膜的制备与表征。

图为水凝胶膜的性能与应用。膜的电导率表现出明显的盐浓度依赖性。当离子浓度降低到 0.1 M 以下时，子传输过程由膜内的带电基团主导。水凝胶膜显示出高的离子选择性和离子传输能力，离子二极管效应有利于高性能渗透能量转换。

文献链接：https://doi.org/10.1002/anie.202108549

原文链接：https://www.toutiao.com/i6986110347157766664/