非晶水合氧化钨薄膜在电致变色储能器件中的应用

在全球能源需求持续增长与化石燃料资源日益枯竭的背景下，探索高效节能与储能技术成为了推动可持续发展的关键。电致变色储能器件（EESD）作为集节能与储能于一体的创新技术，正逐步展现其巨大潜力。这种多功能器件不仅能够根据环境需求动态调节光热，还能实现能量的回收与可视化监测，广泛应用于智能建筑、可穿戴设备等领域。

厦门大学研究者在电致变色储能器件领域取得了突破性进展，他们通过精细调控非晶氧化钨薄膜中的结构水含量以及水系锌离子电解质的pH值，成功制备出了性能卓越的非晶水合氧化钨薄膜。这一创新不仅克服了传统氧化钨材料在水系锌离子电解质中面临的离子扩散缓慢和腐蚀问题，还显著提升了器件的光调制范围、响应速度、容量及循环稳定性。

研究表明，a-WO3·0.5H2O薄膜在pH值为2.6的锌离子电解液中，展现出了高达69.0%的光调制范围、小于10秒的响应时间、209.8mAh/m²的高面容量以及超过13000次的循环稳定性、优异的倍率性能，这些指标均达到了行业领先水平。此外，a-WO3·0.5H2O薄膜在充放电循环中，其电量状态与633nm光波透过率展现出卓越的同步性，这一特性为实现电量状态的可视化实时监测奠定了坚实基础。

这项研究的成功，关键在于引入了结构水并调节了电解质的pH值。结构水的存在为薄膜提供了丰富的电化学活性位点，促进了表面氧化还原反应的进行，从而实现了高电化学活性和快速的电化学动力学。同时，适宜的pH值保证了薄膜的化学稳定性，防止了离子深层嵌入导致的结构破坏，进一步提升了循环稳定性。

基于这一成果，构建的水系锌离子电致变色储能器件不仅实现了能量的高效存储与回收，还能通过光透过率的变化实时监测电量状态，为使用者提供了极大的便利。该研究成果以“Amorphous Hydrated Tungsten Oxides with Enhanced Pseudocapacitive Contribution for Aqueous Zinc-Ion Electrochromic Energy Storage”为题发表在国际期刊Advanced Energy Materials上。

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