报告题目:

镍基电致变色材料与器件

报告人:

王金辉

所在单位:

河南大学

报告人简介：

王金辉，男，河南大学材料学院特聘教授。2020年博士毕业于德国莱布尼茨固体与材料研究所，主要研究方向为电化学储能器件、无机电致变色材料与器件的研发。截至目前，在ACS Nano、Adv. Funct. Mater.、Energy Environ. Sci.等国际国内期刊发表学术论文20余篇，论文引用1500余次， H-指数15。主持河南省自然科学基金项目，中国博士后面上项目及国家自然科学基金青年项目等。

摘要：

在如今“碳中和”的背景下，构建绿色节能建筑已成为环境保护和节能减排的重要途径。作为建筑与外界进行光热交换的主要通道，电致变色智能窗在绿色建筑中重要组成部件。高质量电致变色材料和器件是构筑高性能电致变色智能窗的前提。其中，镍基变色材料作为电致变色器件重要的阳极材料之一，因具有成本低、光热稳定性好、结构/组分多样性和中性着色等优点受到广泛关注和研究。如何开发出变色速度快及光学调制范围大的镍基电致变色材料和器件是目前的科学难题。为此，我们从微纳多孔结构调控出发，大幅提升离子嵌入/脱出效率，获得了光学调制范围达93.4%的NiO变色薄膜。通过理论计算揭示了NiO薄膜中OH^-离子的多步电化学解吸反应和电致变色反应动力学。针对镍基材料本征电导率低的问题，我们开发出新型的NiHPO₄电致变色材料，HPO₄^2- 阴离子的引入有效提升了材料的电导率及变色活性，实现了光学调制范围大、褪色透过率接近100%的电致变色薄膜。基于双金属协同变色策略，我们进一步开发了NiCoO₂变色材料促使双金属达到原子尺度均匀复合，制备的薄膜材料在可见和近红外双波段下都显示出较好的光学调制范围。