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国内刊号：33-1127/P
国际刊号：1000-3770
发布日期:
作者：沈佳皓, 陈伟宇, 伍根生*
单位：南京林业大学机械电子工程学院,江苏 南京 210037
关键词：浓度比,短纳米通道,扩散系数,离子价态,双电层,通道长径比
基金：国家自然基金青年科学基金（51905276）; 江苏省自然科学基金（BK20200787）
为了优化短纳米通道的盐浓度梯度差发电性能,运用有限元仿真方法计算了NaCl、LiCl、CaCl<sub>2</sub>和MgCl<sub>2</sub> 四种阴离子相同且阳离子扩散系数小于阴离子的盐溶液在不同浓度比下用作短纳米通道浓差发电时的性能。分析了离子扩散系数、价态和通道尺寸对短纳米通道发电性能的影响。结果表明对于壁面带有负电荷的短纳米通道（长度小于10 nm）,当浓度比较低时,溶液中阳离子的扩散系数越大其产生的最大功率越大;当浓度比较高时,溶液中阳离子的扩散系数越小其产生的最大功率越大;与一价阳离子溶液相比,二价阳离子溶液在低浓度比下获得的最大功率较低,在高浓度比下获得的最大功率较高;整体上四种盐溶液在高浓度比下获得的最大功率较大,并且高浓度比下浓度比越高、纳米通道的长径比越小产生的最大功率越大。当通道长径比降低至0.2（孔长2 nm,孔径10 nm）时,利用浓度比为3 000：1的MgCl<sub>2</sub>溶液进行盐浓度梯度差发电可获得113 pW的最大功率。
来源：2023年第4期
《水处理技术》期刊编辑部
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