荷蘭萊頓大學(Leiden University)新開發了一項薄膜,可利用於以海水、淡水鹽差能進行發電之「可逆電透析法(Reverse Electrodialysis;RED)」。薄膜厚度僅2 nm,與既有的離子交換膜相比,具有100倍的輸出功率。
「可逆電透析法」系統的發電性能取決於離子交換膜的厚度與多孔質性,雖然目前以先製作石墨烯為基底的薄膜後再予以多孔質化的方式為主流,但要同時達到薄型且具有多孔質性則具有困難度。研究團隊為了達到此目標,反而與主流方式不同,採用了以組合小分子製作出大多孔質膜的方法。
研究團隊首先將多環芳香族碳氫化合物展開之後,分子會形成架構基塊(Building Block)般的薄膜。接著將薄膜加熱,讓分子與分子產生架橋,即可製作出堅固且穩定的碳基底薄膜。
新開發的薄膜厚度為2.0±0.5 nm、孔徑3.6±1.8 nm,能讓鉀離子通過。而「可逆電透析法」系統的輸出功率密度為67 W/m2,與既有離子交換膜或文獻中的奈米多孔質膜初型相比較的話,具有100倍的性能。
研究團隊也表示,透過改變架構基塊(Building Block)分子,薄膜特性可予以客製化。而此次的新發現,也將為發電、海水淡水化,或是更有效率之燃料電池的製造帶來新的可能性。