Высокоугловое осаждение WO3 для быстрого отклика в водных ионно-цинковых электрокхромных системах

CHEN Shuo ,  

XING Kaixiao ,  

LYU Ying ,  

YAO Xinxin ,  

LI Pan ,  

GUO Xiaoyang ,  

WANG Tienan ,  

LI Xiaotian ,  

LIU Xingyuan ,  

摘要

Технология водных ионных электрокхромных устройств на основе ионов цинка демонстрирует широкие перспективы применения в интеллектуальных окнах, тепловом управлении, дисплеях и камуфляже благодаря своей превосходной безопасности и экономической эффективности. Однако из-за большого размера ионов цинка и сильного кулоновского взаимодействия традиционные неорганические электрокхромные материалы (например, WO3) в водных электролитах ионов цинка сталкиваются с проблемами медленной кинетики диффузии ионов и низким оптическим контрастом, что ограничивает их практическое применение. В данной работе методом осаждения под большими углами изготовлены упорядоченные нанощетки WO3, что значительно улучшило электрокхромные характеристики в водной среде. По сравнению с плотной пленкой упорядоченные нанощетки WO3 с пористостью 44,6% демонстрируют отличные антибликовые свойства и превосходные интегральные электрокхромные характеристики: скорость окраски и обесцвечивания составляет соответственно 3,6 с и 1,2 с, оптический контраст на длине волны 700 нм достигает 66,6%, а эффективность окраски — 64,3 см2·C-1. На этой основе успешно создан прототип электрокхромного устройства большого размера (17 см × 12 см) с функцией быстрого переключения цвета. Анализ механизма показал, что упорядоченная пористая структура нанощеток обеспечивает прямой путь передачи электронов и увеличивает площадь интерфейса, что совместно повышает электрохимическую активность и кинетику окислительно-восстановительных процессов. Исследование предоставляет простой и эффективный метод оптимизации материалов и устройств на основе оксида вольфрама для водных ионных электрокхромных систем на ионах цинка.

关键词

Электрокхромизм;WO3;Водный электролит ионов цинка;Упорядоченные нанопроволоки;Осаждение под углом

阅读全文