隨著當今世界的快速發展，能源已經成為人類社會賴以生存和發展的基礎。然而傳統的化石能源至今仍存在著不可持續、生態破壞等諸多問題。開發利用新型的可持續發展的清潔能源勢在必行，是世界發展的共同議題。
海水中蘊藏著巨大的能量，又稱“藍色能源”，鹽差能就是其中典型的一種，廣泛存在于江河的入海處。早在1954年，R.E Pattle教授就預言，當海水和淡水在界面混合時，由于鹽度不同，海水對于淡水存在滲透壓以及稀釋熱、吸收熱、濃淡電位差等濃度差能，且該能量可以被收集及轉化。目前地球上存在著26億千瓦可利用的鹽差能，被認為是一種極其有利用前景的藍色能源。
Janus膜的制備和結構示意圖
中科院理化所江雷院士團隊在鹽差發電方面開展了系列工作，近日，團隊成員周亞紅博士與吉林大學化學學院特塑中心姜振華教授團隊合作，通過分子功能性精確設計，制備了一系列表面電荷極性/電荷密度可調的功能化聚芳醚的離子型聚合物。基于此，該類聚合物制備了系列Janus三維納米多孔膜，并將其利用于濃差發電，在50倍濃度梯度條件下實現了2.66 W/m2的功率密度，并在500倍濃度梯度下實現了5.1 W/m2的高功率密度。通過多級膜集聯，可以驅動小型電器等正常工作。這一研究成果以 “Unique Ion-Rectification in Hypersaline Environment: A High-Performance and Sustainable Power Generator System”為題在線發表于Science Advances(DOI:10.1126/sciadv.aau1665)。
論文發表后，該工作被Science雜志社作為亮點進行報道，包括新華社在內的諸多國內外多家媒體也對此工作進行了報道，他們認為該研究推進了在鹽差發電領域對于限域空間內離子傳輸的基本理解，拓寬了功能化特種工程高分子的應用前景，為設計和制備新型、高效的可持續清潔能源器件奠定了基礎，展現出巨大應用潛力。
