金属态MoS2复合膜实现高效渗透能转换

据悉，中国科学院理化技术研究所的研究人员们设计出了一种维度较低的金属态MoS2复合膜，其因有较高离子电导率和出色的机械性能，而能实现高效渗透能转换，即盐差能可以更好地转换为电能。

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。逆电渗析技术是一种将盐差能转换成电能的有效方法，其虽然应用前景较好，但是受核心膜组件性能较差影响而广泛应用于实际生活中。

针对上述的问题，国内研究者成功制备出了高强度和稳定的二维MoS2复合膜，其是由高浓度金属相MoS2纳米片和一维纳米纤维素（CNF）组成的。研究表明，当将人造河水和海水混合在一起时，该复合膜的输出功率密度能达到5.2W/m2；相比于半导体相二硫化钼膜，高浓度金属相二硫化钼膜的电子密度更高，对阳离子的亲和力更大，所以系统具有出色的离子选择性和高离子通量，能极大促进发电。

此外，金属态MoS2复合膜还可以在天然水条件下稳定工作，而不会阻塞多价态离子，功率输出高达6.7W/m2。有关研究者表示，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粉末的巨大潜力，幷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。研究成果以“Metallic Two-Dimensional MoS2 Composites as High-Performance Osmotic Energy Conversion Membranes”为题发表在《JACS》。

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