科学家造出“超滑”纳米孔，大幅提升蓝色能源发电效率

盐差发电（又称蓝色能源）利用海水与河水盐浓度差异产生电能，潜力巨大但长期受限于技术瓶颈：传统离子传导膜要么导通快但分离效率低，要么结构不稳定、易损坏，因此多数系统仍停留在实验室阶段。瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）纳米生物学实验室（LBEN）团队，在Aleksandra Radenovic教授带领下，联合电子显微镜跨学科中心（CIME）研究人员，提出创新解决方案——在硅氮化物膜上制备钟乳石状纳米孔，并在其内壁涂覆一层仿生脂质双分子层（即脂质体涂层）。这种涂层模拟细胞膜结构：亲水头部朝外，自动吸附仅几个水分子厚的极薄水膜，形成‘水合润滑’效应，使离子在几乎不接触孔壁的情况下快速通过，既大幅提升离子传输速率，又保持高选择性。实验证明，含1000个六边形排布脂质涂层纳米孔的膜，在模拟河海交汇盐度条件下，实现约15瓦/平方米的功率密度，是当前主流聚合物膜技术的2–3倍。研究首次在实验中同步实现了高离子通量与高选择性，标志着蓝色能源从性能验证迈入精准设计新阶段。该‘水合润滑’机制具有普适性，未来或可拓展至其他离子传输场景。项目还依托EPFL先进的电子显微成像、纳米加工、材料表征及超算平台完成结构解析与性能验证。