具有反向电荷的Ti3C2Tx MXene膜与2D纳米流体通道用于渗透能量捕获

基于膜的反向电渗析（RED）被认为是捕获渗透能量的最有前途的技术。然而，传统膜的高内部电阻和低效率限制了其使用，导致不理想的功率密度。在此，我们报告了带有限制性2D纳米流体通道的反向电荷Ti3C2Tx MXene膜（MXMs）的组合，作为高性能的渗透能量发电机。带负电或正电的2D MXene纳米通道展现出典型的表面电荷主导的离子运输，并显示出出色的阳离子或阴离子选择性。通过将人工海水（0.5 m NaCl）和河水（0.01 m NaCl）混合，我们获得了约4.6 Wm-2的最大功率密度，高于大多数最先进的基于膜的渗透能量发电机，并非常接近商业化基准（5 Wm-2）。通过连接十个串联的MXM-RED堆栈，输出电压可以达到1.66 V，可以直接为电子设备供电。