将阳光转化为直接太阳海水淡化的离子电力

这是艺术家对离子发电的双极膜设计的再现。

研究人员对一个直接将阳光转化为离子电力的装置具有相当大的进展，这对直接太阳海水淡化产生了影响。

现代太阳能电池，其利用来自光产生的能量，然后将电子和孔从半导体材料输送到用于人类使用的外部电路，以一种形式存在于60多年以上。然而，对于使用光来驱动另一个发电过程的承诺来支付很少的注意力 - 通过解离水分子获得的相反电荷的质子和氢氧化物的运输。美国的研究人员报告了这样一种设计，在11月15日在Joule杂志中，在生产电力方面有希望申请。

由高级作者Shane Ardo领导的研究人员是加州大学化学，化学工程和材料科学助理教授，欧文，写道，他们已经制作了一个“离子模数与电子PN结太阳能电池”的利用光以利用水的半导体样行为，产生离子电力。他们希望使用这种机制来制造在暴露在阳光下直接淡化咸水的装置。

“其他实验可追溯到20世纪80年代，可爱的材料，以便通过它们传递离子电流，理论上的研究表明，这些电流应该能够达到与电子类似物相同的水平，但他们都没有达到相同的水平这就是，“Ardo的研究小组的研究生威廉白人首次作者威廉白人说。

在这种情况下，研究人员通过允许水通过两个离子交换膜渗透而达到更多成功，其中大多数被带正电荷的离子（阳离子），如质子，并且主要运输带负电的离子（阴离子）如氢氧化物，其发挥作用一对化学门以获得电荷分离。在系统上闪亮激光促使光敏有机染料分子与膜结合以释放质子，然后将其输送到膜的更酸性侧，并在某些情况下产生可测量的离子电流和超过100mV的电压超过100mV（60 mV一般）。

离子发电膜设计综述。

尽管有时交叉100 MV光电阈值，但双膜系统可以实现的电流水平仍然是其主要限制。光电电压需要通过两个超过另一个因素来放大，以达到海盐海水所需的〜200 mV标记，这是研究人员对击中的态度持乐观的目标。

“这一切都归结为电荷运营商在重新组合以形成水之前持续多长时间的基本物理学，”Ardo说。“了解水的属性，我们能够更智能地设计这些双极膜界面之一，以便我们可以最大化电压和电流。”

从长远来看，脱盐只是由研究人员开发的合成灯驱动质子泵的一个可能的应用。它还可以具有与电子设备接口的可能性，甚至用于在脑机接口中供电信号，以及结合生活组织和人工循环的其他“型肉筒细胞”，这是一种不稳定的太阳能电池不能填充的作用生物系统。

“我们对这项技术可用于什么;这只是一个足以在字段之间交叉的学习问题并使设备为这些预期的应用程序工作，“Ardo说。“我认为这只是当你有科学家在许多学科接受训练并在盒子外思考的科学家时可以做的另一个例子。”

出版物：William White，等，使用光偶染料敏化双极离子交换膜“将可见光转化为离子力量，”2017年焦耳; DOI：10.1016 / J.Joule.2017.10.015