臺(tái)大化工系吳嘉文教授所組「沙克爾頓團(tuán)隊(duì)」 開(kāi)發(fā)仿生物離子通道功能性之高效滲透能源發(fā)電機(jī) 成果刊登於《Science Advances》

聯(lián)合國(guó)2015年所提之永續(xù)發(fā)展目標(biāo)宣示將在2030年前永續(xù)利用海洋資源，以確保地球永續(xù)發(fā)展。而在藍(lán)色清淨(jìng)能源研發(fā)中，利用具有離子選擇性的薄膜，來(lái)達(dá)成滲透能發(fā)電，吸引眾多國(guó)際團(tuán)隊(duì)投入，但過(guò)去相關(guān)研究受限於無(wú)序奈米孔洞薄膜之高質(zhì)傳阻力，及明顯不足之離子選擇性，導(dǎo)致效能突破上受到限制。

本?；は祬羌挝慕淌谂c系友—現(xiàn)任臺(tái)科大化工系葉禮賢教授，近一年多來(lái)在科技部支持下，共組沙克爾頓研究團(tuán)隊(duì)。團(tuán)隊(duì)啟發(fā)於電鰻發(fā)電細(xì)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(fàn)圍」、「連續(xù)」、且「無(wú)缺陷」之金屬有機(jī)骨架(UiO-66-NH2)薄膜，成功生長(zhǎng)於另一「高度有序氧化鋁奈米通道薄膜」(ANM)上，研究成果驗(yàn)證此異質(zhì)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(yùn)行，因此可輸出高達(dá)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(shù)值皆創(chuàng)下了領(lǐng)域內(nèi)之新世界紀(jì)錄。此研究成果被期刊主編與五位審稿委員嚴(yán)格審查後，得到一致好評(píng)，近期甫被國(guó)際頂尖期刊《科學(xué)前緣》(Science Advances)接受發(fā)表。

團(tuán)隊(duì)成員相信，仿生物離子通道功能性之金屬有機(jī)骨架異質(zhì)薄膜，未來(lái)在先進(jìn)分離技術(shù)、海水淡化或其他能源領(lǐng)域亦有很大發(fā)展空間。另值得一提的是，本篇論文四位作者皆是臺(tái)灣隊(duì)成員，更顯難得。團(tuán)隊(duì)十分感謝科技部沙克爾頓研究計(jì)畫(huà)之支持，讓世界更看見(jiàn)臺(tái)灣。

相關(guān)研究成果可參考：https://advances.sciencemag.org/content/7/10/eabe9924