氧化钨电致变色装置的可见光和近红外光的动态控制

当氧化钨材料被用于电致变色装置(Electrochromic Device, ECD)的电致变色(Electrochromic, EC)窗口时，可以实现三种模式，即当可见光和近红外光的透射率都相对较高时的明亮模式；当可见光的透射率较高而近红外光的透射率相对较低时的冷却模式；以及当它们两者的透射率都较低时的黑暗模式。研究人员Zhang等合成了缺氧的氧化钨纳米线，能够独立控制近红外和可见光的透射率。当施加在活性薄膜上的电位为4.0V时，该薄膜显示出明亮模式；当电位在2.8和2.6V之间时，显示出冷却模式；当电位为2.0V时，显示出黑暗模式。

报告显示，非晶和多晶的WO₃对光有不同的反应；也就是说，非晶WO₃的光吸收峰比结晶WO₃的吸收峰更偏向于蓝色。Lia等制备了具有混合相的WO₃薄膜，以调整可见光和近红外光的透过率。据报道，其制作的WO₃柔性ECD有三种不同的光吸收模式，因为在薄膜中同时观察到WO₃的非晶态和六方相。当施加的电位低于1.1V时，由于WO₃的六边形部分起作用，近红外区域的反应更活跃，而在更高的电压下，非晶态部分活跃的可见光区域的反应减少。

如上所述，氧化钨不仅是储能装置(ESDs).（包括LIBs和SCs）的电极材料候选者之一，而且也是电致变色装置(ECDs) 的合适材料。一个整合这两种功能的装置已成为现实。这种整合的想法主要是基于以下论点。首先，ESD与ECD有着几乎相同的结构。其次，这两类设备的工作机制也非常相似。它们都是依靠电解质和活性电极中的离子的氧化还原反应而运行的。第三，在集成装置中，氧化钨材料可以同时作为储能部分和导电部分的电极。

除了钨氧化物，许多其他材料，特别是一些过渡性金属氧化物和导电聚合物，也可以作为集成器件的活性材料。例如，基于氧化镍、五氧化二钒和PAN的双功能器件之前都有报道。这些双功能器件可以向我们展示动态的颜色信号，可以很好地利用这些信号来监测器件的运行情况，并在能量切断的情况下判断器件是否需要充电。对于另一个用途，储存在ECD中的能量可以被进一步利用。

超级电容器(SC)的充电和放电时间与EC设备的开关时间很接近。因此，与ECD和电池的集成相比，ECD和SC的集成更为普遍。此外，由于研究人员正在为电池的快速充电技术做出专门的努力，以填补这部分的空白。

参考文献：Han W, Shi Q, Hu R. Advances in electrochemical energy devices constructed with tungsten oxide-based nanomaterials[J].《纳米材料》, 2021, 11(3): 692.

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