电致变色技术由于其可逆的颜色变化特性，使其可以应用于多种光学器件，尤其是电致变色智能窗。传统的电致变色智能窗需要外界电压的驱动，达不到最优的节能效果。因此，实现对智能窗已消耗能量的回收成为电致变色领域学者们的研究重点。

　　东华大学李海增博士提出了一种电致变色电池结构，以包含Zn²⁺与Al³⁺为混合电解质，既解决了电致变色电池阳极沉积-解离不可逆的问题，又大大提高了WO₃电致变色电极的电化学性能。该研究发表在Joule (2019, 9(3): 2268–2278)，题为" Rechargeable Aqueous Hybrid Zn²⁺/Al³⁺ Electrochromic Batteries"。

图1. 可充电水混合Zn²⁺/Al³⁺电致变色电池原理图
（图片来源：Joule, 2019, 9(3): 2268–2278）

　　这种电致变色电池充电过程中，器件消耗能量，使得还原的WO3得到氧化，同时Zn²⁺沉积于Zn阳极上，器件褪色。而当放电时，WO₃被还原达到着色效果，在褪色过程中消耗的能量可以部分回收，并且这一着色过程并不会像传统的电致变色智能窗一样需要外界电压的驱动，是一种自发的热力学Downhill过程。电致变色电池消除了传统电致变色装置对离子存储层的要求，大大简化了电池的制造和结构，且有着快速自着色时间(0.5 s)和切换时间(用于着色3.9 s和漂白5.1 s)、高光学对比度(88%)和大容量(0.5 mA/cm²时为185.6 mAh/m²)等特点。这种电致变色电池智能窗必将不断促进更高效节能电致变色器件的发展。

图2. A.Zn²⁺/ Al³⁺电致变色电池原型结构示意图
B.不同状态下的可见光近红外透射光谱
C.原型设备供电的0.5 V LED照片
D.通过外部电压(1.2 V)放电装置的充电过程
E. 器件的循环性能图（632.8 nm）
（图片来源：Joule , 2019, 9(3): 2268–2278）

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.joule.2019.06.021

原文作者：

Haizeng Li*, Curtis J. Firby and Abdulhakem Y. Elezzabi*