目前，建筑耗能约占全球能源消耗的40%，其中约有50%的能量用于室内热管理(如供暖、制冷等)。而窗户作为室内外环境能量交换的主要途径，其中有20%~40%的供暖和制冷能耗通过窗户流失。因此开发高效率节约能源窗，在保证建筑采光、美观的情况下降低建筑能耗，提高建筑能源效率以及室内舒适度，成为推进建筑节能和绿色发展的有效策略之一。近年来，可选择性调控可见光与近红外的双波段电致变色智能窗因其优异的光热调控能力成为电致变色领域的研究热点，然而其器件性能(如光学调制幅度、循环寿命)仍不足以满足当前的实际需求。
1.报道了一种具有高光学调制幅度和长循环寿命的柔性双波段电致变色智能窗。
2.制备的智能窗可以轻松又有效地选择性调控可见光和近红外，并在世界大多数气候区展现出比商用低辐射玻璃更加优异的节能性能。
3.该柔性器件还展现了优异储能和能量回收性能，可回收着色过程中消耗的51.4%的能量。
鉴于选择性调控可见光与近红外的特性，双波段电致变色智能窗能轻松实现对太阳光与热的智能化管理，可明显降低建筑能耗，比传统电致变色智能窗能节约10~20%的能耗。然而目前双波段电致变色智能窗仍存在调控幅度低、常规使用的寿命短等问题，鉴于此，南京航空航天大学张校刚/张圣亮团队研发了一种高效柔性双功能双波段电致变色器件，集光谱选择性调控与能量回收一体，获得了较高的光学调制幅度、长循环寿命(10000圈容量损失3.3%)以及较高的能量回收效率(51.4%)。该器件通过三种不同的模式(明亮、清凉和黑暗)可实现对可见光和近红外透过率的独立调控，展现了优异的节能性能(比普通玻璃低8.8℃)。此外，EnergyPlus模拟研究表明该器件在世界大多数气候区都展现出比商用低辐射玻璃更加优异的节能性能。
采用溶剂热法合成WO NWs。并证实合成的WO为单斜晶相的纳米线结构。XPS谱图和EPR测试结果证实了纳米线氧空位的存在，这为离子嵌入和扩散提供了较大的空间，有助于提高材料的循环稳定性和双波段电致变色性能。
根据全电池结构，将超声喷涂的WO NW薄膜正极和多孔聚苯胺(PANI)负极组成柔性双波段电致变色器件(DBED)，所组装的柔性双波段电致变色器件在633和1200 nm处分别显示出51.7%和60.0%的高光学调制范围(图3b)。并且该电致变色器件可实现柔性大面积器件的制备(图3d-f)，为设计和开发高性能柔性电致变色材料提供理论依照和可行性方案。
为了进一步探索DBED的节能性能，通过建模与模拟计算发现，优化的DBED在几乎所有不同的天气特征情况下都比商用low-e玻璃具有更高的节能性能，节能高达178.3 MJ m2 (Phoenix)，进一步证明了DBED在节能建筑方面的潜力。
图5.(a)EnergyPlus小型办公室原型建筑模型；(b)南京7月天气特征情况下DBED在明亮、凉爽、黑暗和最低能耗状态下的小时能耗；(c)南京天气特征情况下DBED和lowe玻璃的月能耗；(d)全球不同气候带DBED的制热和制冷节能效果。
由于器件结构和工作原理与可充电电池相似，DBED还具有能量回收功能。DBED的能量回收效率(放电过程中释放的能量/着色过程中消耗的能量)高达51.4%，可以明显降低器件的净能耗。
图6. (a)不同电流密度下DBED的恒流充放电曲线和(b)面电容；(c)-1.5 V下60 s的恒电位充电曲线电流密度下的恒流放电曲线(红线)；恒电位充电曲线 nm处透射率的相应变化(蓝线)；(d)两个DBED供电的电子钟和(e)LED数码照片(尺寸：5 × 4 cm2)。
该工作成功研发了一种高效柔性双功能双波段电致变色器件，该器件展现了较高的光学调制幅度、长循环寿命、较高的容量和能量回收效率，实现了节能与储能一体化。WO的纳米线结构、丰富的氧空位以及较高的比表面积赋予其高柔韧性、可调LSPR和充足的离子存储位点，明显提高了其双波段电致变色性能。构建的柔性器件也展现了优异的电致变色性能，在全球大部分气候区展现出比商用低辐射玻璃更加优异的节能性能。该工作设计和开发高性能双波段电致变色智能窗提供了理论依照和可行性方案。
主要研究新型高性能双波段电致变色智能材料与器件、多波段、多功能电致变色智能伪装材料与器件、新型离子热电化学转换与存储器件的应用。
南京航空航天大学副教授，江苏省“科技副总”，江苏省“双创博士”，南航“长空之星”；以第一/共一/通讯作者在Advanced Materials、Energy &Environmental Science等高水平学术期刊发表论文20篇，ESI高被引论文5篇，主持国家级、省部级项目多项，担任中国感光学会青年理事，江苏省化学化工学会理事。
主要研究超级电容器材料与技术、金属离子电池材料与器件、固态电池材料与表界面、热电化学能量转换体系等应用。
江苏省高效储能材料与技术重点实验室主任，纳智能材料器件教育部重点实验室副主任，中国硅酸盐学会固态离子学分会理事；中国化学会电化学专业委员会委员；中国电池工业协会常务理事；中国超电产业联盟副理事长；江苏省材料学会副理事长；江苏省储能行业协会专家委员会副主任；江苏省化学化工学会常务理事；江苏省复合材料学会常务理事。主要是做高致密电化学储能材料与技术相关的教学、科研工作。新能源材料与器件专业负责人。先后承担了10多项国家级、省部级及国防与军队项目等，迄今以通讯作者在包括 Nat. Commun., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Adv.Energy.Mater.等国际权威杂志发表学术论文300余篇，SCI他引超过10000余次，连续入选爱思维尔中国高被引学者及科睿唯安全球高被引学者。
Nano-Micro Letters《纳微快报(英文)》是上海交通大学主办、在Springer Nature开放获取(open-access)出版的学术期刊，主要报道纳米/微米尺度相关的高水平文章(research article, review, communication, perspective, highlight, etc)，包括微纳米材料与结构的合成表征与性能及其在能源、催化、环境、传感、电磁波吸收与屏蔽、生物医学等领域的应用研究。已被SCI、EI、PubMed、SCOPUS等数据库收录，2023 JCR IF=31.6，学科排名Q1区前3%，中国科学院期刊分区1区期刊。多次荣获“中国最具国际影响力学术期刊”、“中国高校杰出科技期刊”、“上海市精品科技期刊”等荣誉，2021年荣获“中国出版政府奖期刊奖提名奖”。欢迎关注和投稿。
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