金龙主要负责的工作A TOC- and deposition-free electrochromic window driven by redox flow battery于8月23日被Chinese Chemical Letters接收发表。
本工作报道了一种液流电池耦合的无需透明导电层（TOC）和沉积变色层的智能变色窗户。液流电池的正极电解液流经玻璃空腔作为窗户，在充电和放电的同时调节窗户的颜色，从而使室内降温减少空调使用，降低CO2排放。
传统的电致变色窗户一般为7层结构，包括透明导电层（TOC）和电致变色层，这两层材料通常均要通过沉积工艺制备。为了简化窗户结构和降低成本，有研究去掉了透明导电层，但是仍保留电致变色层，通过电解液的氧化和还原能力来控制窗户变色。本工作应用了液流电池的电解液作为变色窗户的变色层，可以将传统电致变色窗户7层结构减少到3层，去除了透明导电层和电致变色层，极大降低了材料成本和制造成本（图1）。同时，液流电池使用的各种电解质为变色窗户提供了多种电致变色选择。通过调节施加的电流和电压，以及电解液的浓度和组成，可以实现丰富的颜色控制，以满足不同的应用场景。与传统的电致变色层不同，这种电致变色电解质可以通过更新储存罐中的电解质进行再生。
图1. 本工作与传统电致变色窗户的优缺点比较。
本工作中液流电池的正极活性材料为铁基金属配合物Fe(phen)3Cl2，负极活性材料为BTMAP-Vi。正极电解液流经玻璃空腔作为窗户，该电致变色窗户的颜色由Fe(phen)3Cl2电解液的充电状态调制（图2）。
图2. (a) Fe(phen)3Cl2的合成及ORTEP图。(b) 液流电池和智能变色窗户的示意图。(c) 充放电过程中正极电解液Fe(phen)33+/Fe(phen)32+的颜色变化。
优化条件下，液流电池的平均CE、VE和EE分别达到93.25%、92.61%和86.35%，每循环容量衰落率为1.57%。在电致变色过程中实现了88.66 %的光学调制和9.36 cm2/C的着色效率，并且在12000 s后保持了72.34 %的光学调制。与模型房子使用纯水的对照实验相比，使用100 % SOC的电解质时，室内温度下降了3℃。这意味着当使用空调为100 m3的房屋降温时，可以节省0.0185 kWh的最小电量，这相当于减少了0.0185 kg的二氧化碳排放(COE)。本工作为碳达峰和碳减排提供了一种新颖且经济高效的策略，通过液流电池系统耦合电致变色窗户来实现高效率充放电的同时调节窗户的颜色，减少空调使用，降低CO2排放。
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文章地址：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S100184172400874X