盐差能蕴藏于海水和淡水之间，是一种可再生能源(Blue Energy)，基于离子交换膜的反电渗析(Reverse Electrodialysis，RED)过程是实现盐差能转化利用的核心技术之一。当海水与淡水流通于反电渗析系统内部时，高盐度的海水与低盐度的河水会在离子膜两侧形成浓度梯度，产生电化学电势(Donnan Potential)，同时基于离子交换膜的选择透过性，海水中高浓度的离子会穿过对应离子交换膜定向迁移至低浓度的河水中，通过耦合配对端电极及特殊电极溶液，将离子的定向迁移转化为电子的转移，可以构建有效的反电渗析系统，并将河海水中蕴藏的盐差能转化为电能回收利用。反电渗析技术具有高集成度、低膜污染、高能量转化效率等技术优势，在江河入海口处盐差能的转化利用中有着巨大的应用潜力。但反电渗析转化过程中盐差能的整体回收效率仍有待提高，同时较低的输出电压及输出功率限制了其直接的并网使用。针对以上问题，本文以提高反电渗析系统对盐差能转化过程中的经济性和可靠性为导向，以盐差能的直接转化利用为目标，围绕如何优化调控过程模式，深入挖掘盐差能资源的自身优越性，并通过设计新型的特种离子膜内集成技术，实现了盐差能的高效转化与储存。主要的研究内容包括:
　　1)反电渗析内集成膜电解制氢过程研究
　　针对盐差能转化为电能过程能量回收率低、不易并网使用的缺点，本研究将反电渗析与膜电解制氢技术内集成，以酸、碱溶液代替传统的Fe2+/Fe3+电解质体系，考察了其产氢特性及盐差能回收效率。结果表明，酸、碱类型的非对称电解质体系有助于降低电极端的析氢与析氧电势;其产氢速率、盐差能回收效率与溶液体系浓差梯度正相关;氢能形式的转化有助于提升盐差能的整体回收效率，并实现能量的有效储存。
　　2)双极膜内集成反电渗析膜电解制氢特性研究
　　反电渗析内集成膜电解制氢系统有助于盐差能的有效转化与储存，但系统运行时膜电解过程消耗的酸和碱需要不断补充，以维持稳定的析氢速率，这在一定程度上影响了过程的经济型与可操作性。为了解决以上问题，我们将双极膜水解离引入至反电渗析膜电解系统，通过设计膜堆构造方式，并使之有效内集成，构建了双极膜内集成反电渗析膜电解制氢系统。结果表明，该内集成膜堆制氢系统无需补充电极酸碱液，可维持盐差能→氢能转化过程稳定的电化学运行环境（电极室pH值保持初始值不变），有效促进盐差能转化与储存过程的过程经济型和可靠性;且具有较低极限电流密度的双极膜BP-1E和初始酸性阴极电解液浓度的增加有利于产氢速率的增加。
　　3)双极膜内集成反电渗析海水脱碳过程研究
　　为了实现盐差能的直接转化利用，我们深入挖掘并利用盐差能资源的自身优越性，优化双极膜内集成反电渗析系统，并针对海水脱碳过程展开了深入研究，以期实现可再生盐差能→二氧化碳分离与储存转化。系统开展了间歇式与连续式两种过程操作探索，结果发现采用该过程进行海水脱碳具有可行性;需注意，相同浓差比下采用模拟海水所得系统电流均低于配制溶液所对应的电流。而连续操作方式时，双极膜分解产生质子的速率可与输入海水中HCO3-含量匹配，不同的电流对应酸碱室溶液的适宜流速不同，当电流为0.18A时，适宜的酸、碱室溶液流速约为65mL·min-1。