基于嵌段聚合物薄膜的能源转换材料及器件

基本信息
批准号:51673206
项目类别:面上项目
资助金额:62.00
负责人:闻利平
学科分类:
依托单位:中国科学院理化技术研究所
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:孔祥玉,张振,肖凯,谢柑华,李佩,尚筱萌,周茹
关键词:
多通道薄膜仿生能源转换嵌段聚合物杂化材料
结项摘要

Salinity gradient power is a kind of clean, reliable, and renewable energy source with enormous quantity, and the rational exploitation and utilization of this energy can effectively solve the energy crisis. Currently, the focuses of the salinity gradient power utility are improving the energy conversion efficiency of the membrane, simplifying the fabrication process, and lowering the material cost. While the membrane-material based salinity gradient energy harvest system suffers the high cost, uncontrollable and low transformation efficiency. This project will focus on the application of block-copolymer based asymmetry porous membrane materials in salinity gradient power system. The responsive ion selective membrane materials are synthesized by using the multifunction and multiple polymer molecules through self-assembly mechanism. Besides, under the guidance of numerical simulation, designing and synthesizing the desired asymmetry porous composite membrane materials can be achieved. This project is inspired by the discharge of organism through utilizing the ion concentration difference crossing the cell membrane. The purpose of our project is to fabricate the porous heterogeneous membrane by using the designed responsive polymer through simply technique for the salinity gradient power transformation to electric energy. The studying of the energy conversion and mass transportation mechanisms of the devices will definitely help guiding the fabrication of membrane materials with higher energy conversion efficiency.

盐差能作为一种储量巨大、清洁可靠的可再生能源,合理的开发和利用能够有效的解决人类社会面临的能源危机。目前在盐差能利用领域的研究主要集中在提高膜材料的能量转换效率、简化制备工艺及降低材料成本等方面。然而基于膜材料的盐差能转换体系存在制备成本高,可调控性差,能量转换效率低等问题。本项目将开展基于嵌段聚合物的非对称隔膜用于盐差发电的研究。利用聚合物分子的多功能性与多样性,通过研究其自组装的成膜成孔规律,实现响应性的高效离子选择性膜材料的制备。进一步以仿真模拟结果为指导,设计并制备结构与性能更加优异的非对称异质复合膜材料并将其应用于反渗透膜材料基的盐差发电体系。本项目受生物体利用细胞膜结构实现离子浓差放电的启发,利用功能性聚合物,采用简单的工艺制备多孔异质膜材料,实现化学势梯度的浓差能到电能的转换。通过对器件能量转换原理及输运规律的研究,指导制备具有更高能量转换效率的膜材料。

项目摘要

盐差能作为一种储量巨大、清洁可靠的可再生能源,合理的开发和利用能够有效的解决人类社会面临的能源危机。目前在盐差能利用领域的研究主要集中在提高膜材料的能量转换效率、简化制备工艺及降低材料成本等方面。然而基于膜材料的盐差能转换体系存在制备成本高,可调控性差,能量转换效率低等问题。本项目开展了基于嵌段聚合物等各类膜材料用于盐差发电的研究。利用聚合物分子的多功能性与多样性,通过研究其自组装的成膜成孔规律,实现高效离子选择性和高离子电导膜材料的制备。进一步以仿真模拟结果为指导,设计并制备结构与性能更加优异的膜材料并将其应用于反渗透膜材料基的盐差发电体系。本项目受生物体利用细胞膜结构实现离子浓差放电的启发,利用功能性聚合物,采用简单的工艺制备多孔膜材料,实现化学势梯度的浓差能到电能的转换。通过对器件能量转换原理及输运规律的研究,指导制备具有更高能量转换效率的膜材料。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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