本报讯   中国科大徐铜文、杨正金团队研发了一种磺化的超微孔聚氧杂蒽基（SPX）离子膜，揭示了软物质限域下的离子传递特性，并利用膜内亚纳米的亲水微孔实现了极高的离子选择性，提高了盐差能发电的效率。该膜材料的设计理念也将盐差能发电的概念从海水—河水体系，拓展到无浓差盐溶液甚至工业废水体系。相关研究成果日前发表在《能源与环境科学》。

存在于河水与海水之间的盐差能是一种极具潜力的可再生能源。理论上，全球各河口区盐差能总储量高达30太瓦，可利用的有2.6太瓦。

研究中，团队设计了一种磺化的超微孔聚合物膜SPX，用于提取储存在不同浓度溶液中的渗透能。SPX膜具有大小为5-9埃的亲水微孔，表现出受表面电荷控制的离子传输和优异的阳离子选择性。在模拟海水和河水混合的情形下，能量转换效率保持在38.5%以上。利用热梯度和浓度梯度的协同作用，该盐差能提取装置的能量转换效率进一步提高到48.7%，接近50%理论上限。这是目前为止在50倍氯化钠梯度下报告的最高效率。

该研究也揭示了亚纳米通道内的尺寸筛分效应，拓展了盐差能发电的概念。基于SPX膜的盐差能提取装置在连续运行模式下具有良好的长期稳定性。该研究成果将盐差发电的概念拓展到扩散发电，未来或可用于从工业废水中提取能量。

第一作者为博士生朱晴，杨正金教授和徐铜文教授为共同通讯作者。 （吴长锋）