物理科技生物学-PHYICA

科学家解杉田わか开了电致变色薄膜中不可逆转的谜团

化学 2021-10-03 00:02:11

由东京科学大学智能窗口,氧化钨(WO3)薄膜最有前途的应用之一是汽车,飞机和建筑应用中使用的透射率可控窗户学分:来自Stocksnap电致变色(EC)材料的Joel Filipe,在可持续性和节能的关键“绿色”技术部件中,激起了学术界和工业的利益

氧化钨(WO3 )是一种广泛研究的EC材料在今天的智能窗口

中使用一种流行的EC方法是将小离子的可逆插入电极材料

通过调节锂离子可以将它们的颜色从清澈的深蓝色改变它们的颜色( Li +)在低电压偏压下插入

随着低电压操作对多种应用有益,Li +嵌入WO3(LixWO3)是EC器件应用的可行选择

然而,Li +插入在几个周期后,并不总是可逆的

ESE离子在膜中骨料并侵蚀电致变色效果

这反过来影响光学调制和长期耐久性,这两者都对于EC器件的实际部署至关重要

插入导致可逆的Li +,不可逆的Li2WO4形成,而不可逆转的Li +捕获

降解电致变色的“不可逆形成”,并且在深部位的Li +'被困'使离子不动,导致不可逆性

从本质上讲,评估两种类型的不可逆转性的影响是至关重要的

在最近发表于应用的地表科学,来自东京科学大学和国家材料科学研究所(NIMS),日本的科学家,合作定量评估e Irroversitibity的Lixwo3薄膜

讨论了研究地址,从东京科学大学的学习地址,副教授的关键问题,曾引领这项研究,观察“出现了两种意外的问题:首先是不可逆转的问题Li2WO4形成不同于不可逆转的Li +捕获?第二,这些不可逆转的组件可以共存吗?“他补充道,“传统措施无法区分两个不可逆转的部件

,我们进行了定量检查,为这些问题提供了固体答案

”“科学家们设计了定量评估用原位硬X射线光电子能谱(HAXPES)和电化学测量结合的方法

HAXPES用于研究埋地界面,而电化学试验用于检查腐蚀性质

Li +的插入导致氧化还原反应改变W6 +至W5 +

的氧化钨(W)离子的氧化状态

改变,HAXPE可以评估“可逆Li +”和“不可逆的Li +捕获

”然而,使用HAXPES评估“不可逆转的Li2WO 4形成”是具有挑战性的

博士

Takashi Tsuchiya,a初级研究员和该研究的共同作者,解释了为什么:“Li2WO 4中的W离子具有稳定的氧化状态,因为它们存在于W6 + Form

中,因此HAXPES无法评估引起的不可逆性通过Li2WO4形成

电化学测量,相反,可以区分“可逆李+”E两个不可逆的组件

因此,整合两种方法使得所有三种组分的区别和定量评估能够进行电化学测量,科学家在平板上建立了一个基于Lixwo3的氧化还原晶体管锂离子导电玻璃陶瓷(LICGC)的表面

它们还用WO3薄膜作为半导体的电化学电池和作为电解质进行的电解质进行测量

,它们原位拉曼光谱学评估Li +插入对LixWO3结构的影响

它们能够成功确定由Li +插入引起的结晶度的增加

反转Li +的比例,不可逆转的li2wo4格式将离子和不可逆的Li +俘获计算为41

4%,50,

9%和7

7%

科学家相信,他们的研究将有助于开发和设计改进的EC材料和器件

“在几年内,EC研究和开发的主要推动力是节能建筑和飞机的潜在应用

然而,还有几种其他应用程序,例如节能和视觉友好型电子纸展示,“Dr

Kazuya Terabe,Nims and Co的International纳米建筑学中心的主要调查人员 - 这项研究的奉献,“此外,我们的研究结果通过为未来的HIG发展提供基础来扩大应用可能性H-Phystuctivity WO3的EC器件

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