在海水和河水相遇的地方发电清华大学出版社研究人员研究了可用于渗透发电的不同类型的材料。图片来源：纳米研究能源，清华大学出版社自 1950 年代以来，科学家们就知道，理论上可以通过海水和河水交汇处的水流来发电。这种技术被称为渗透发电或蓝色能源。尽管已经构建了该技术的原型，但仍在进行研究以证明该技术具有可扩展性和可靠性。在 5 月 28 日发表在Nano Research Energy上的一篇文献综述中，研究人员研究了可用于渗透发电 的不同类型的材料。

“地球上有几个地方海水和河水自然混合。海水含有带正电的离子，如钠离子和带负电的离子，如氯离子。利用对一种离子有选择性的带静电膜，同时阻止另一个可以产生可以为电子设备供电或存储在电池中的电力，”论文作者、澳大利亚悉尼科技大学清洁能源技术中心的研究员 Javad Safaei 说。

由于几个原因，渗透发电有望成为化石燃料的替代品。盐水很容易获得，这种技术的主要废物是微咸水，与风能和太阳能不同，通过这种方法产生的电力不是间歇性的。研究表明，这种方法每年可以产生大约 1 太瓦或 1 万亿瓦的电力。这与截至 2020 年的全球太阳能发电量（710 吉瓦）和风能发电量（730 吉瓦）相比。

由于研究进展如此之快，这篇文献综述比较了已研究用于渗透发电的不同类型的二维材料。为了发电，水需要通过膜。如果有两个盐度不同的水室，盐水将穿过膜进入盐水较少的室。具有不同特性和益处的不同类型的材料可以用作这种膜。新的评论论文着眼于这些材料是如何制造的、它们的物理特性、离子传输特性以及它们通过渗透产生能量的能力。

“目前，这些膜是由多种材料制成的。其中，二维材料因其高离子电导率、高机械强度、大规模生产能力和成型能力而成为最有希望的候选材料。超薄层。此外，通过使用 2D 材料与其他纳米材料的混合，可以制造出几种具有增强性能的纳米结构，”Safaei 说。

通过这次审查，研究人员希望通过二维材料提高对渗透发电的认识。“我们得到的最重要信息是首先向更广泛的受众介绍将海水/河水的盐浓度差转化为电能的概念。我们也希望通过进一步明确对二维材料的关注来加速该领域的研究进展，这是最有希望制造高性能离子导电膜的方法，”Safaei 说。

展望未来，研究人员希望利用二维材料扩大渗透发电的可扩展性，但还需要做更多的研究。“二维材料是目前最有前途的材料类别，可以制造将海水/河水的化学势转化为电能的实用设备。我们设想，对二维材料的进一步研究将使实用的盐度梯度发电更接近现实， “萨法伊说。