大阪大學的筒井真楠副教授等人與東京大學等合作，成功開發出一種能夠切換透過離子種類的離子交換劑。透過對膜施加電壓，能夠將通孔的電特性在正負極之間切換，從而改變交換離子的種類。研究團隊的目標是將該技術應用於海水淡化和鹽度差發電領域。
研究團隊開發了一種擁有微孔結構的氮化矽離子交換劑（供圖：大阪大學筒井副教授）
新型離子交換劑的厚度爲80奈米（1奈米是10億分之1米），孔的直徑爲60奈米。這種交換膜由氮化矽製成，表面和孔的内側覆蓋有電極，孔内側的電特性會隨着電壓的變化在正負極之間切換。當孔内側帶負電時，膜會選擇性地允許帶正電的陽離子透過。
傳統的離子交換劑需要10微米（1微米等於100萬分之1米）以上的厚度才能篩選透過的離子，因此離子透過交換膜花費的時間較長。而新型離子交換劑在保持離子篩選能力的同時減薄了膜的厚度，能夠在短時間内處理液體。
筒井副教授表示：「我們在易於離子透過的薄膜上，成功維持了較高的離子選擇性。」該技術有望應用於海水淡化以及利用海水淡化產生的高鹽度海水的鹽度差發電領域。
原文：《日本經濟新聞》、2024/6/18
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：ACS Nano
論文：Gate-all-around nanopore osmotic power generators
DOI：doi.org/10.1021/acsnano.4c01989
