Мембрана с «биодизайном» генерирует ток из соленой воды

 

Ученые объединили арамидные нановолокна и нитрид бора, создав прочную как кость структуру с «хрящевой» способностью передавать ионы, сообщает sciencedaily.com. Мембрана преодолевает большинство технологических барьеров систем сбора осмотической энергии (разница давления и солености пресной и морской воды).

Выводы исследования представлены в журнале Joule.

Генераторы осмотической энергии работают стабильнее, чем солнечные или ветряные электростанции. Но глина, оксид графена, максен (MXene) или дисульфид молибдена, используемые для их производства, склонны разрушаться в воде. Нанолисты листы нитрида бора сохраняли стабильность при повышении температуры, но также не подходили для длительной работы.

    «Новые композитные мембраны решают эту проблему», — сказал Вейвэй Лэй из Университета Дикина, Австралия.

Специалист, вместе с профессором Николасом Котовым из Мичиганского университета и другими учеными, вдохновились свойствами живых тканей. Они содержат разнообразные ионо-избирательные мембраны, необходимые для биологических реакций. Ученые заметили, что структуры мягких тканей легко пропускают частицы, но характеризуются хрупкостью. Кости, напротив, очень прочные, но плохо передают ионы.

    «Мы нашли способ объединить полезные свойства материалов, использовав нановолокна арамида и нитрида бора. Они имитировали хрящевые и костные структуры», — объяснил Котов.

Ученые изготовили мембрану, используя послойную сборку. Поведение структуры под давлением протестировали в солевом растворе. Узкие каналы мембраны позволили ей привлекать катионы хлорида натрия и отталкивать анионы лучше, чем другим пористым композитам. Материал сохранял стабильность в течение 20 циклов погружения, продолжая функционировать после 200 ч работы.

    «Мы можем менять толщину структуры. Она сохраняет стабильность в диапазоне температур 0-95°С, рН – 2,8-10,8», — сказал Лэй.

Недорогие компоненты и долговечность мембраны делают возможным сбор океанической энергии, добавил ведущий автор, Дэн Лю из Университета Дикина. Специалисты планируют продолжить улучшать структуру.

 

https://pronedra.ru/membrana-s-biodizajnom-generiruet-tok-iz-solenoj-vody-436343.html