海水和淡水之间的离子梯度所产生的渗透能，被认为是一种极具前景的可再生能源。然而，由于目前所使用离子交换膜界面迁移效率低，最终导致能源效率极为低下。有鉴于此，中科院理化所江雷院士和闻利平研究员等人受到鳗鱼等自然界的启发，并结合纳米流体的优势，首次报道了一种基于水凝胶的多孔纳米流体膜，可以高效率收集这种蓝色能源。这项工作证明了聚电解质凝胶作为高性能界面材料在非均相渗透发电领域的巨大前景。

本文要点：

1）首次使用三维水凝胶界面膜来实现渗透能的高效转化。通过浇铸法，将功能性聚电解质水凝胶膜和支撑性多孔芳香纳米纤维膜组合在一起，最终得到有机非均相复合膜。

2）体系中固有的结构和电学、化学性质，确保稳定的离子二极管效应，极大地促进了阳离子从纳米纤维层到水凝胶层的传输；水凝胶膜提供了广阔的带电3D网络用于离子扩散，可大大提高界面传输效率，这为盐度梯度发电提供了可能。

3）当将天然海水和河水混合时，功率输出可以达到约5.06 W m−2的极高值，其性能优于目前报道的最好的膜。

参考文献：

Zhen Zhang et al. Improved osmotic energy conversion in heterogeneous membrane boosted by three-dimensional hydrogel interface. Nature Communications 2020.

https://www.nature.com/articles/s41467-020-14674-6