美媒：蓝色能源发电技术取得重大突破

来源：环球时报

美国《科学日报》近日刊登的文章显示，科学家成功开发出一种“光滑纳米孔”技术，能够显著提升“蓝色能源”的转化效率。所谓“渗透能”，常被称为“蓝色能源”，它利用海水与淡水自然混合时产生的盐度差异，通过特殊的“离子选择性膜”使离子从高浓度侧向低浓度侧迁移，并在此过程中产生可用于发电的能量。

尽管这项技术潜力巨大，但长期以来面临着严峻挑战。现有的渗透膜在离子通过时，往往难以有效分离电荷，且耐久性较差，这使得多数渗透能发电系统仍停留在实验室研究阶段。

近日发表在德国《自然·能源》期刊上的一项研究带来了新的突破。在瑞士洛桑联邦理工学院研究员亚历山大·拉迪诺维奇的带领下，该校纳米生物实验室的科学家与跨学科电子显微镜中心的研究人员展开合作，找到了应对这些难题的创新方案。研究团队将一种被称为“脂质体”的微小脂质气泡包裹在渗透膜的“纳米孔”表面，用以调控膜两侧的离子运动。通常情况下，这些纳米孔虽能以高精度允许离子通过，但速度极其缓慢。然而，在涂覆了脂质体涂层后，纳米孔的摩擦力得以减小，使得特定离子能够更快地穿过，从而提升了系统的整体性能。

拉迪诺维奇表示：“通过将可扩展的渗透膜与精确设计的纳米离子通道相结合，我们实现了高效的渗透能转换，为通往蓝色能源的未来开辟了一条新路径。”研究中使用的光滑涂层设计，灵感来源于活细胞膜中常见的脂质双分子层结构。为验证这一设计，研究人员制作了一种薄膜，其中包含了1000个以六边形排列、覆盖了脂质体涂层的纳米孔。随后，他们在模拟海水与河水交汇处天然盐浓度的条件下测试了该装置。这套系统实现了每平方米约15瓦的功率密度，其输出功率大约是普通渗透膜技术的两到三倍。这项技术有望推动“蓝色能源”成为强大的可再生电力来源。

“对纳米孔的几何形状和表面特性的精确控制，从根本上改变了渗透膜上的离子传输。我们的研究使得蓝色能源研究能够超越性能测试阶段，真正进入应用时代。”纳米生物实验室的一名研究员说道。该研究的第一作者指出，团队所使用的“水合润滑”策略可能不仅局限于渗透能系统，同样的原理也可用于设计非蓝色能源发电设备。（作者普拉迪克·绍达等，王会聪译）