Des scientifiques du domaine des nouvelles énergies ont mis au point des membranes nanofluidiques bidimensionnelles à base d'argile pour la production d'énergie différentielle à partir de sel. Ce résultat de recherche constitue sans aucun doute une avancée majeure dans le domaine des nouvelles énergies. La membrane nanofluidique bidimensionnelle entièrement naturelle, préparée à partir d'argile naturelle, a non seulement atteint une surface de 700 cm², mais a également produit une puissance de sortie d'énergie osmotique de 8,61 Wm² par mètre carré dans des conditions simulées d'eau de mer et de rivière. Ce résultat est 1,7 fois supérieur aux résultats des études précédentes du même type, ce qui lui confère une position de leader dans le domaine de la production d'énergie différentielle à partir de sel à partir de membranes bidimensionnelles.
Avantages de la nouvelle membrane fluide énergétique
Un autre avantage majeur de cette membrane nanofluidique 2D entièrement naturelle réside dans son caractère économique et écologique. Comparé aux matériaux de membrane 2D classiques, la consommation de ressources sur l'ensemble du cycle de vie est réduite jusqu'à 1/14, les émissions de gaz à effet de serre jusqu'à 1/9 et les coûts de production jusqu'à 1/13. Ces réductions significatives démontrent non seulement des avantages économiques et en termes de ressources, mais aussi des avantages environnementaux importants.
Stabilité des membranes des nouveaux fluides énergétiques
De plus, cette membrane nanofluidique offre une capacité de production d'énergie différentielle saline stable et continue à long cycle, jusqu'à 30 jours, ce qui constitue une base fiable pour les matériaux membranaires et une nouvelle stratégie pour la production d'énergie différentielle saline à grande échelle. Parallèlement, elle ouvre également de nouvelles perspectives pour le développement de matériaux membranaires bidimensionnels pouvant être produits à grande échelle, ce qui devrait favoriser le développement et l'application de nouvelles technologies énergétiques basées sur les membranes.
Applications des nouvelles membranes fluides énergétiques
En matière de production d'énergie différentielle saline « zéro carbone », les résultats de recherche sur cette nouvelle membrane fluide énergétique peuvent être appliqués à la capture efficace de l'énergie potentielle électrochimique différentielle saline ionique de l'eau de mer/rivière naturelle, des saumures résiduaires industrielles, etc. Grâce à la construction de composants de batterie différentielle saline, les stations de stockage d'énergie peuvent capter et exploiter cette énergie à grande échelle. Énergie propre dotée d'une grande capacité de stockage et d'une grande stabilité environnementale, l'énergie différentielle saline présente les avantages de la propreté et de la protection de l'environnement, ainsi que d'une production d'électricité stable et continue par tous les temps. En théorie, la quantité totale d'énergie différentielle saline rejetée des rivières vers la mer pourrait atteindre 2,6 TW, soit l'équivalent de 171 T3T de la consommation mondiale d'électricité.
Universalité de la membrane fluide à nouvelle énergie
Outre l'application dans le domaine de la production d'énergie différentielle au sel, les résultats de recherche de la nouvelle membrane fluidique énergétique sont également universels et peuvent être utilisés comme diaphragme fonctionnel dans les systèmes de batteries tels que les batteries au lithium et les batteries à flux liquide pour optimiser le transport des ions et améliorer la densité énergétique et la durée de vie de la batterie.
Dans le domaine des ressources environnementales et des ressources en eau, la fonction de criblage sélectif des ions des nouvelles membranes fluidiques énergétiques présente également un potentiel d'application important, notamment le traitement des eaux usées, l'extraction du lithium des lacs salés, le raffinage de la saumure et le dessalement de l'eau de mer.
L'électrodialyse inverse (RED) est l'une des technologies industrielles les plus prometteuses de production d'énergie différentielle saline. Son composant principal est une membrane perméable sélective aux ions. Idéalement, les membranes sélectives aux ions doivent présenter une sélectivité et une perméabilité ioniques élevées. Les caractéristiques nanoporeuses des membranes nanofluidiques bidimensionnelles, en tant que couches minces, leur permettent d'atteindre un équilibre optimal entre sélectivité et perméabilité ionique, ce qui devrait permettre une conversion énergétique hautement efficace pour la production d'énergie différentielle saline.
En termes de classification structurelle, les membranes nanofluidiques comprennent principalement des structures unidimensionnelles à trous traversants, bidimensionnelles à couches et tridimensionnelles à réseaux. Parmi elles, la membrane nanofluidique bidimensionnelle à structure laminaire présente un fort potentiel pour la conversion d'énergie différentielle des sels, et la valeur expérimentale de sa puissance de sortie d'énergie différentielle des sels a atteint le niveau d'application industrielle.
Commercialisation d'une nouvelle membrane fluide énergétique
Du point de vue de la commercialisation et de la protection de l'environnement, les membranes nanofluidiques bidimensionnelles construites à partir de matières premières naturelles sont l'un des bons choix pour réaliser une récolte et une utilisation d'énergie osmotique à grande échelle, ce qui contribue non seulement à promouvoir le développement de nouvelles technologies énergétiques, mais contribue également à la protection de l'environnement et à la conservation des ressources.
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