不对称纳米流体器件在能量转换应用中具有巨大的潜力。然而，现有的大多数非对称纳米流体器件仍然是单级非对称结构和单离子选择层，这导致了弱的离子选择性和有限的能量转换效率。

近日，复旦大学孔彪教授采用超组装策略构建了具有丰富有序介孔孔道的多级不对称介孔碳/阳极氧化铝/介孔二氧化硅（MC/AAO/MS）纳米流体器件。

文章要点

1）所得MC/AAO/MS表现出类二极管的离子传输和优异的离子存储-释放性能。重要的是，MC/AAO/MS耦合了MC和MS双离子选择性层，这确保了高的离子电导率并显著提高了阳离子选择性。

2）因此，MC/AAO/MS表现出优越的盐度梯度能量转换性能。功率密度和转换效率最高可达5.37 W/m²和32.79%。值得注意的是，在高工作面积下仍然可以实现63 mW/m²的良好能量转换性能，超过MC/AAO和MS/AAO单级不对称纳米通道性能约300%。

3）理论计算进一步验证了多级不对称结构和双离子选择性传输是阳离子选择性和能量转换效率提高的原因。因此，这项工作为构建多级不对称结构纳米流体器件开辟了一条新的途径。

参考文献

Shan Zhou, et al, Super-Assembled Multi-Level Asymmetric Mesochannels for Coupled Accelerated Dual-Ion Selective Transport, Advanced Materials. 2022

DOI: 10.1002/adma.202208903

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202208903