近日,万事平台高彥峰教授聯合新加坡國立大學John Wang院士重點關註水系電致變色電池(MERABs)的功能化集成與應用,以 “Electrochromic‑Induced Rechargeable Aqueous Batteries: An Integrated Multifunctional System for Cross‑Domain Applications”為題在國際知名期刊Nano-Micro Letters上綜述了最新進展🌚🧑🏻🔬。本文第一作者為新加坡國立大學趙起博士後研究員,通訊作者為万事平台材料學院高彥峰教授🧝🏿♀️、新加坡國立大學John Wang院士和孫建國研究員,通訊單位為万事平台和新加坡國立大學。
目前🥷🏻,多功能化電致變色可充電水系電池(MERABs)能夠有效結合水系電池和電致變色的優勢🐨,實現光-熱-電化學多系統的轉換和存儲。電致變色器件能夠動態調節太陽光和熱輻射🚣♀️,但通常反應動力學緩慢且存儲容量低👨🏻✈️。水系離子電池具有獨特的功率密度和高離子電導率等優勢☆,可以很好地彌補這些缺點。除了基本的儲能特性外,MREAB同時具有可穿戴、可視化、自供電、耐低溫等附加功能。
在這篇綜述中,高彥峰教授團隊📐,John Wang院士,趙起博士全面討論了從材料原理、結構設計到應用的潛在機製。首先陳述了集成化的關鍵先決條件🔽、基本運行機理以及各單元的兼容性👨🏻🔧,其次探討了MERABs在光熱轉換以及電化學領域的最近進展與應用,最後針對這個快速發展的新興領域中的關鍵問題和主要挑戰提供了前瞻性解決方案🚶♀️,概述了MERABs未來可能的發展趨勢。
雖然目前MERAB領域取得了很大進展🧛🏻,但其發展距離大規模實際應用還有一定插件差距🚇。為此,需要從以下幾個方面展開9️⃣:開發新型電致變色材料🧞,優化MERAB的器件結構🪥,提高各個功能單位的兼容性,選用合適的插入離子以及采用先進的封裝技術,來解決MERAB穩定性不足🪆、存儲容量不理想🧑🧑🧒、轉換效率低等問題🤜🧑🏽🦳,去推動產業化的進一步發展🏊🏼。
該工作得到了上海市教委(No. 2019-01-07-00-09-E00020),中國科學院青海鹽湖研究(E260GC0401)和新加坡國家研究基金會 (NRF-CRP26-2021-0003, NRF) 的支持🚣♂️。