本系吳嘉文教授所組沙克爾頓團隊開發仿生物離子通道功能性之高效滲透能源發電機 成果刊登於Science Advances

聯合國2015年所提之永續發展目標宣示將在2030年前永續利用海洋資源,以確保地球永續發展。而相關藍色清淨能源研發中,利用離子選擇薄膜將鹽差混合自由能轉換成電能之滲透能源吸引眾多國際團隊投入,但過去相關研究受限於無序奈米孔洞薄膜之高質傳阻力、及明顯不足之離子選擇性,導致效能突破上受到限制。

本系吳嘉文教授與系友台科化工系葉禮賢教授近一年多來在科技部支持下,共組沙克爾頓研究團隊。團隊啟發於電鰻發電細胞中高孔洞密度、高離子傳輸且高離子選擇之次奈米尺度生物離子通道特性(下圖),不斷克服重重困難,終於將「大面積範圍」、「連續」、且「無缺陷」之金屬有機骨架(UiO-66-NH2)薄膜成功成長於另一高度有序氧化鋁奈米通道薄膜(ANM)上,研究成果驗證此異質薄膜具有超高速離子傳輸與離子二極體特性,可幫助離子快速往單一方向運行,因此可輸出高達26.8 W/m2滲透能源功率密度、及1240倍之超高Br-/NO3-陰離子選擇比,兩數值皆創下了領域內之新世界紀錄。此研究成果被期刊主編與五位審稿委員嚴格審查後,得到一致好評,近期甫被國際頂尖期刊《科學前緣》(Science Advances)接受發表。

團隊成員相信相關仿生物離子通道功能性之金屬有機骨架異質薄膜未來在先進分離技術、海水淡化、或其他能源領域亦有很大發展空間。另值得一提的是,本篇論文四位作者皆是台灣隊成員,更顯難得。團隊十分感謝科技部沙克爾頓研究計畫之支持,讓世界更看見台灣。相關研究成果可參考:

https://advances.sciencemag.org/content/7/10/eabe9924

20210308吳嘉文教授rev