氧化鎢超級電容器實現能量存儲與顔色變化

所謂的氧化鎢（WO3）超級電容器是以WO3薄膜爲陰極材料，以普魯士藍（PB）薄膜爲陽極材料的一種可變色超級電容器。與普通的電容器比，其能實現能量存儲和顔色變化的雙功能，這也就說在充放電過程中可以用顔色變化來指示該設備的能量存儲狀態。

作爲高效的儲能器件，超級電容器因其快速充放電、高穩定性以及高功率密度而受到廣泛關注。而爲了使所製備出的電容器兼有能量儲存和電致變色的雙功能，有研究者采用激光刻蝕技術，構築了基于聚苯胺（PANI）和紫色氧化鎢（W18O49）的圖案變色超級電容器電極材料，即在不同充放電電壓下顯示的不同圖案可定性指示能量存儲狀態。

另外，還有研究者合成了多種基于WO3和氧化鎳（NiO）納米結構的柔性雙功能電致變色-超級電容器電極材料，依據充放電時兩者産生的顔色變化可實現能量存儲水平可視化。不過，選擇匹配的電極活性材料，幷保證不同充、放電狀態下清晰可分辨的光對比度，實現電容器能量存儲狀態的可視化仍具挑戰。

因此，本文將介紹的一種以氧化鎢和普魯士藍薄膜爲電極活性材料的可變色超級電容器。WO3是一種陰極電致變色材料，當離子與電子嵌入時，由透明變爲藍色；而離子和電子脫出時，由藍色變爲透明。PB則是一種陽極電致變色材料，當離子和電子脫出時，由透明逐漸變爲藍色和黃綠色；而當離子與電子嵌入時，由著色態逐漸變爲透明。二者可以通過脉衝激光沉積法和電沉積法在透明導電玻璃表面合成WO3/PB複合薄膜。

研究表明，WO3/PB複合薄膜具有優异的循環穩定性，循環200圈後，電容量的保持率可達83.8%；在650nm時，由于WO3和PB薄膜在不同電壓下的協同變色，超級電容器的光透過率差在完全著色與褪色時爲53.2%。

該研究有助于推動電致變色和能量存儲領域的交叉融合，爲超級電容器能量存儲狀態的可視化提供實驗依據。

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