双金属钨青铜型变色储能器件有助节能减排

钨青铜型材料因有特殊的晶体结构如四方晶系和斜方晶系,而具有非常出色的铁电、压电、热释电、非线性光学等性能,深受储能研究者的青睐。

双金属钨青铜型变色储能器件有助节能减排图片

基于钨青铜型双金属氧化物的变色储能器件除了具有较好的电致变色和储能性能之外,还可以将变色过程中消耗的电能进行回收,以达到重新利用的目的。值得一说的是,这种多功能器件储存电量的多少是通过颜色直接显示出来的。基于这些特点,其有望在智能窗、便携式电源,电子书和储能显示器等领域得到广泛应用,进而有助于节能减排发展及提高太阳能的利用率。

据中钨智造查阅相关资料,在中国能耗总量中,建筑运行总能耗占到了30%。近年来,由于正处于建设鼎盛时期,我国每年建成的房屋面积高达16亿至20亿平方米,超过所有发达国家年建成建筑面积的总和,而97%以上是高能耗建筑。因此,实现高耗能建筑节能减排,势在必行!

建筑使用能耗包括采暖、空调、热水供应、照明、炊事、家用电器、电梯等方面的能耗。其中,采暖和空调是建筑物中最大的能耗点,占建筑总能耗的55%以上。这主要是由于我国大部分地区夏季炎热,空调使用率高,再加上建筑保温隔热效果差,导致采暖和制冷能耗浪费更严重。

为了降低建筑采暖和制冷的能源消耗,玻璃企业作为做出了巨大的努力,制造出高性能智能窗,逐步取代普通玻璃。

智能窗是一种由导电玻璃和电致变色材料所组成的调光智能器件,即通过对玻璃颜色的控制来实现对透射太阳光的调节,以减少热交换,从而达到节能减排的目的。制造高质量智能窗的前提是有高性能的电致变色材料。

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目前,常见的电致变色材料有氧化钨、氧化钼、氧化铌、氧化镍、普鲁士蓝及其衍生物。然而,由于这些变色材料在数百次电化学循环后性能会明显下降,阻碍了它的实际应用。所以,开发新型电致变色材料已成为高性能智能窗制造的关键因素。

近日,河南大学材料学院研究者制备出了具有超结构的新型双金属Nb18W16O93电致变色纳米材料,并开发了由Nb18W16O93薄膜和NiO对电极所组成的调光智能器件。

研究表明,采用溶胶-水热法合成的Nb18W16O93纳米材料结合了WO3和Nb2O5的优点,具有较快的锂离子传输速率和便于脱嵌的晶体结构,并有较好的电致变色和储能性能,包括大光学调制、高着色效率、大储能容量、优异的倍率性能和出色的循环稳定性。

由此可见,该研究成果为未来生产高性能智能窗奠定了坚实的基础。

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