透明的金属氧化物中间层使耐用和快速切换的阳极基电色装置成为可能

科学领域:

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背景情况:

• 越来越多的能源和环境问题需要先进的多功能设备.
• 由于其与二次电池的相似性,电色器件 (ECD) 显示出对双功能电色能量存储 (ECES) 应用的希望.
• 普鲁士蓝 (PB) 是ECES设备中常见的电色材料,但其稳定性差,容量有限.

研究的目的:

• 为了提高普鲁士蓝 (PB) 的结构稳定性和容量,用于电色储能 (ECES) 装置.
• 改进基于PB的ECES设备的光学调制和切换动力学.
• 开发一种新的透明金属氧化物中间层,用于高级ECES应用.

主要方法:

• 将透明的氧化 (NiO) 纳米板介层融入普鲁士蓝 (PB) 薄膜中.
• NiO/PB纳米复合材料薄膜的制造和表征.
• 使用NiO/PB薄膜组装和测试一种基于阳极的原型电色装置.

主要成果:

• NiO/PB纳米复合材料薄膜表现出高面积容量 (50 mA h m−2) 和出色的电化学稳定性.
• 尼奥/PB薄膜实现了大光学调制 (73.2%),快速切换时间 (1.4 秒颜色, 2.6 秒漂白),以及高颜色效率 (54.9 厘米2 C-1).
• 一个原型设备显示了自我漂白的能力,在1000个循环后保留了92%的光学调制,具有大面积 (100厘米) 的演示.

结论:

• 透明的NiO中间层有效地提高了基于PB的ECES设备的性能和耐用性.
• 开发的NiO/PB纳米复合材料为构建高性能,双功能电色储能器件提供了一个有前途的途径.
• 这种方法为设计具有改进稳定性和运动性的新型多功能ECES设备提供了基础.