利用铌钨氧化物制备稳定的电致变色装置

近日，来自上海科技大学的研究团队制备了一种复合铌钨氧化物（Nb₁₈W₁₆O₉₃）的电致变色装置（ECD）。其研究结果表明，该复合铌钨氧化物对施加的电压有快速反应，而且在长期循环后，没有发现可观察到的光学调制的退化。该研究团队的工作为具有快速反应时间和良好循环稳定性的电致变色材料提供了一种方案。

近年来，由于现代社会对能源的需求不断增加，亟需寻找一种解决能源危机的方法。世界总能源消耗的大约30-40%与供暖/制冷需求、通风和电器有关。建筑物的节能极具潜力，通过更好的建筑实践，可以节省大量的能源，到2030年约为70%，或从长远来看可以节约90%的能源。

窗户是连接室内和室外的最重要的环节之一，建筑通过窗户的总能量损失约为45%。用能够动态改变颜色以控制可见光和太阳辐射的动态窗户取代传统窗户，是减少建筑能源损失的解决方案之一。电致变色装置具有响应电压而控制光学特性的功能，被用作动态窗。此外，ECD还用于显示技术、镜子、变色保护眼镜等。

ECD由透明导体、电致变色层、离子传导电解质层和离子存储层组成。整个装置中最重要的材料是电致变色材料。有三种主要的电致变色材料：金属氧化物、导电聚合物和无机非氧化物。其中，金属氧化物应用最为广泛。传统的电致变色材料具有较长的开关时间，通常在几十秒到几分钟之间，同时对比度较低和循环寿命较短。因此，我们迫切需要找到具有快速响应时间、高光学对比度和长循环稳定性的电致变色材料，以促进电致变色产业的发展。

人们提出了各种具有增强电致变色性能的电极材料的策略。设计纳米多孔材料，改善接触面积，并增强离子传导性，从而获得快速的响应时间。高循环可逆性要求材料具有稳定的结构和电极材料与基材之间良好的附着力。该研究团队利用铌钨氧化物为制备快速反应时间和良好循环稳定性的电致变色材料提供了一种方案。

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