Bio‐inspirierte Ti3C2Tx MXene‐basierte Ionen‐Diodenmembran Für die Hocheffiziente Wandlung Osmotischer in Elektrische Energie.

Bio‐inspirierte asymmetrische nanofluidische Ionenkanäle mit ionischem Diodenverhalten sind Forschungsziel, weil sie die effektive Umwandlung osmotischer Energie (sogenannte "blaue Energie") in Elektrizität erlauben, insbesondere, wenn sie die Möglichkeit einer weiteren Oberflächenmodifizierung bieten. Zweidimensionale (2D) Metallcarbide und ‐nitride, bekannt als MXene, kombinieren hydrophile Oberflächen mit einstellbaren Oberflächenladungseigenschaften und bieten einen kurzschrittigen Weg zur Herstellung asymmetrischer nanofluidischer Ionenkanäle. Hier berichten wir über eine mechanisch robuste, flexible und scale up‐freundliche asymmetrische Ionen‐Diodenmembran auf Ti3C2Tx‐MXene‐Basis mit einem hochgradig gleichgerichteten Ionenstrom und demonstrieren ihre potenzielle Verwendung in der Wandlung osmotischer in elektrische Energie durch Umkehrelektrodialyse. Unter dem Salzkonzentrationsgradienten von synthetischem Meerwasser und Flusswasser beträgt die Leistungsdichte unseres Ionendioden‐Membran‐basierten Generators 8.6 W m−2 und bis zu 17.8 W m−2 bei einem 500‐fachen Salzgradienten und übertrifft damit den Stand der Technik. Das Design einer ionischen Membran vom Diodentyp auf MXene‐Basis bietet eine einfache und allgemeine Strategie für die Entwicklung von großflächigen 2D‐nanofluiden Systemen mit selektivem unidirektionalem Ionentransport. [ABSTRACT FROM AUTHOR]