黑龙江网讯(记者 徐楠)近日ღღ,国际顶级期刊《Advanced Functional Materials(先进功能材料)》(中科院一区ღღ、Top期刊星河满月漫画ღღ,影响因子18.5)在线刊登了黑龙江大学化学化工与材料学院本科大二学生关于“能带结构匹配的半导体纳流体用于光-电-离子介导的超高渗透能转换”的最新科研成果ღღ。
《Advanced Functional Materials(先进功能材料)》期刊论文信息页ღღ:指导教师付宏刚教授为本文第一通讯作者ღღ,2023级本科生闻治瑄为论文第一作者
随着全球能源危机的加剧以及环境污染问题的日益严峻ღღ,新型清洁能源的探索与利用已成为当前科研领域亟待解决的核心议题ღღ。在海洋与淡水交汇的独特生态环境中ღღ,盐差能作为一种蕴藏量巨大尊龙凯时-人生就是博z6comღღ、环境友好且可持续利用的能源形式ღღ,开发潜力巨大ღღ,被赋予了“蓝色能源”的美誉ღღ。反向电渗析技术作为一种前沿的转换技术ღღ,能够将盐差能直接且高效地转换为电能ღღ,该技术的核心组件在于高性能离子选择性膜材料ღღ。然而ღღ,传统离子选择性膜材料因离子传输阻力显著ღღ、能量转换效率低下等固有缺陷尊龙凯时-人生就是博z6com尊龙凯时-人生就是博z6comღღ,严重阻碍了输出功率密度的进一步提升尊龙登录入口ღღ,ღღ,进而难以满足实际应用中对于高效ღღ、稳定能源输出的迫切需求ღღ。
针对这一难题ღღ,黑龙江大学2023级环境科学专业本科生闻治瑄依托功能无机材料化学教育部重点实验室ღღ,在付宏刚教授的指导下ღღ,成功设计并制备了基于能带结构匹配的二维半导体纳米片的纳流体器件ღღ,该器件展现出II型异质结结构特征ღღ。其独特的非对称通道结构以及优化的表面电荷分布策略ღღ,显著降低了浓差极化效应的影响尊龙凯时-人生就是博z6comღღ。同时ღღ,通过构建高效的半导体异质结ღღ,实现了连续的电子-空穴对分离星河满月漫画ღღ,进而产生了内建电场ღღ,有效减缓了跨膜电势的降低ღღ,促进了“光-电-离子”转换过程的连续性星河满月漫画ღღ。在光照条件下ღღ,该器件在等渗溶液中展现出了2.55 A cm⁻²的光电流输出性能尊龙凯时官网光热应用ღღ,ღღ。ღღ,有效地利用光能促进了离子的跨膜传输ღღ。尤为重要的是星河满月漫画ღღ,该器件的盐差转换输出功率密度达到了890 W m⁻²ღღ。这一创新设计为实现光能尊龙凯时-人生就是博z6com尊龙凯时人生就是博官方ღღ,ღღ、渗透能等清洁能源的综合高效利用提供了切实可行的途径ღღ。
多年来ღღ,化学化工与材料学院秉持“科研育人”理念星河满月漫画ღღ,创新构建了本科生科研能力培养体系ღღ。学院通过建立“导师-研究生-本科生”三级联动机制星河满月漫画ღღ,系统性地将本科生纳入专业实验室科研团队ღღ。在培养过程中ღღ,学院注重营造沉浸式学术氛围ღღ,实施“理论教学-实验训练-科研实践”三位一体的培养模式ღღ,有效促进了学生在专业知识与实践技能方面的深度融合ღღ。学院将继续秉承以生为本的教育理念ღღ,积极投身创新型人才培养的积极探索ღღ。(图片由黑龙江大学提供)