Hydrogel-functionalized Anodic Aluminium Oxide Membranes for Power Generation from Concentration Gradient

Abstract

An ion exchange membrane can convert a concentration gradient into electrical energy. Electrochemical gradients flow down ionic currents generated by charged ions moving through membrane channels. Nanopores are able to drive ions substantially better than non-structured membranes, so anodic aluminum oxide (AAO) membrane has previously been utilized as a nanofluidic system. In this study, The surface of AAO membrane was functionalized with 3-(aminopropyl)triethoxysilane (APTES) to enrich the charge density. The APTES-modified AAO was then filled with a positively charged poly(3-acrylamidopropyl) trimethylammonium chloride hydrogel. Then, the energy harvested by these composite membranes was studied by applying them to salted solutions

이온 교환막은 농도 구배를 전기 에너지로 변환할 수 있습니다. 전기화학적 구배는 막 채널을 통해 이동하는 하전 이온에 의해 생성된 이온 전류를 따라 흐릅니다. 나노 기공은 구조화되지 않은 멤브레인보다 훨씬 더 나은 이온을 구동할 수 있으므로 양극 산화 알루미늄(AAO) 멤브레인은 이전에 나노 유체 시스템으로 활용되었습니다. 이 연구에서 AAO 멤브레인의 표면은 전하 밀도를 풍부하게 하기 위해 3-(아미노프로필)트리에톡시실란(APTES)으로 기능화되었습니다. APTES로 변형된 AAO를 양전하를 띤 폴리(3-아크릴아미도프로필) 트리메틸암모늄 클로라이드 하이드로겔로 채웠습니다. 그런 다음 이러한 복합 멤브레인에서 수확된 에너지를 염 용액에 적용하여 연구했습니다