在化學(xué)材料科學(xué)與能源效率領(lǐng)域的交匯點(diǎn)上，中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所與華中科技大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)攜手，以氧化鎢薄膜（WO3薄膜）為核心，創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了一種能調(diào)控光熱交換的電致變色器件，旨在為現(xiàn)代建筑的窗戶賦予前所未有的智能熱管理能力。這一突破不僅拓寬了電致變色材料的應(yīng)用邊界，更為實(shí)現(xiàn)綠色建筑和全球碳中和目標(biāo)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。
中鎢在線氧化鎢圖片
這種電致變色器件的核心在于其對(duì)環(huán)境變化的敏捷響應(yīng)與精準(zhǔn)調(diào)控。研究團(tuán)隊(duì)巧妙地將WO3薄膜與二氧化釩相結(jié)合，通過(guò)鋰離子在電壓作用下分別擴(kuò)散至二氧化釩和氧化鎢層，而實(shí)現(xiàn)材料在三種不同光學(xué)狀態(tài)之間的可逆轉(zhuǎn)換。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在上海與三亞的實(shí)地測(cè)試中，這種新型電致變色器件在晴朗天氣下能夠持續(xù)降低室內(nèi)溫度，最高溫差可達(dá)驚人的14℃，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)Low-e窗戶的性能。
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研究團(tuán)隊(duì)還深入探討了溫度差異對(duì)窗戶熱交換性能的影響，WO3薄膜與二氧化釩組成的器件通過(guò)精細(xì)調(diào)控電致變色結(jié)構(gòu)內(nèi)外側(cè)電極的發(fā)射率，實(shí)現(xiàn)了夏季隔熱與冬季保溫的雙重優(yōu)化。這種設(shè)計(jì)不僅減少了夏季空調(diào)能耗，也提升了冬季的保暖效果，展現(xiàn)了極高的環(huán)境適應(yīng)性與實(shí)用性。
此番研究成果，不僅是對(duì)氧化鎢薄膜材料科學(xué)的一次深刻探索，更是對(duì)建筑節(jié)能技術(shù)的一次革命性推進(jìn)。相關(guān)成果已在發(fā)表國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然-可持續(xù)性》（Nature Sustainability ）上。
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