本發(fā)明涉及電致變色，具體而言，涉及一種雙穩(wěn)態(tài)電致變色儲能氣凝膠玻璃及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、目前，世界人口的持續(xù)增長使得全球能源需求量大大增加，因此更有效的使用能源至關(guān)重要。窗戶是最不節(jié)能的部件之一，為了實現(xiàn)智能玻璃儲能和節(jié)能性質(zhì)相兼容的目標(biāo)，多類技術(shù)一直在探究和優(yōu)化。

2、近些年，具有儲能性能的電致變色技術(shù)也在嘗試實現(xiàn)調(diào)光和儲能性能的兼容性。但是電致變色玻璃的調(diào)光與儲能性能的兼容性差，并且使用ito的電致變色玻璃價格昂貴，也限制了其在建筑領(lǐng)域的大面積使用。水流窗是一個多疊層結(jié)構(gòu)，可以主動調(diào)控流體的光學(xué)和熱特性，實現(xiàn)對太陽光的智能調(diào)控。在建筑一體化制冷/供暖散熱器或太陽能收集器的等方面展現(xiàn)出優(yōu)異的性能和應(yīng)用價值，但是如何高效的實現(xiàn)穩(wěn)定變色、調(diào)光是一個難點。因此，現(xiàn)有的技術(shù)很難實現(xiàn)玻璃材料的儲能和均勻變色兼容。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的問題是如何解決電致變色液態(tài)器件難以均勻變色的問題。

2、為解決上述問題，本發(fā)明提供一種雙穩(wěn)態(tài)電致變色儲能氣凝膠玻璃及其制備方法。

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種雙穩(wěn)態(tài)電致變色儲能氣凝膠玻璃，包括電極單元、電解液、動力單元和儲能氣凝膠玻璃，電極單元包括正極單元和負(fù)極單元，電解液能夠電致變色，儲能氣凝膠玻璃包括正極存儲單元和負(fù)極存儲單元，正極存儲單元連接至正極單元，負(fù)極存儲單元連接至負(fù)極單元，動力單元輸送電解液在正極存儲單元和負(fù)極存儲單元之間循環(huán)，正極存儲單元和負(fù)極存儲單元均包括兩片玻璃元件和氣凝膠膜，兩片玻璃元件相貼合封邊圍合形成儲液腔，氣凝膠膜布置在儲液腔內(nèi)，氣凝膠膜的相對的兩個表面分別與兩片玻璃元件相貼合，電解液沿氣凝膠膜流動。

4、可選地，電極單元為金屬電極、非金屬電極或碳基電極。

5、可選地，電解液包括功能分子、輔助電解質(zhì)和溶劑，在正極存儲單元內(nèi)功能分子在正極單元的作用下為氧化型，在負(fù)極存儲單元內(nèi)功能分子在負(fù)極單元的作用下為還原型，氧化型的功能分子與還原型的功能分子顯色不同。

6、可選地，功能分子在溶劑內(nèi)的溶解度為0.5-2.7l/mol。

7、可選地，功能分子與輔助電解質(zhì)的濃度摩爾比為(1-4):(1-5)。

8、可選地，功能分子包括羅丹明、紫精、苯胺、和三芳基甲烷及其衍生物中的至少一種，功能分子結(jié)構(gòu)通式如下：

9、

10、其中，x包括o或n；r1-r8包括h、c1-c24的烷基、c1-c24的取代烷基、羥基、酯基、c1-c24的烷氧基、烷氨基、氨基、c6-c24的芳基以及同時含有芳環(huán)或烷烴的c7-c24基團中的任意一種。

11、可選地，輔助電解質(zhì)包括氯化鈉、氯化鉀、硫酸鈉、硫酸鉀、四丁基六氟磷酸銨等有機、無機電解質(zhì)中的一種或者幾種。

12、可選地，溶劑包括乙腈、四氫呋喃、二甲基亞砜和水中的一種或幾種。

13、可選地，氣凝膠膜為纖維素類氣凝膠、聚氨酯類氣凝膠和二氧化硅類氣凝膠中的任意一種。

14、第二方面，本發(fā)明提供了一種如上所述的雙穩(wěn)態(tài)電致變色儲能氣凝膠玻璃的制備方法，包括以下步驟：

15、s1：將電極單元通過導(dǎo)管與儲能氣凝膠玻璃連接，動力單元連接至導(dǎo)管上；

16、s2：選取電解液，將電解液注入儲能氣凝膠玻璃內(nèi)，電解液沿氣凝膠膜滲透注入；

17、s3、動力單元輸送電解液在正極存儲單元和負(fù)極存儲單元之間循環(huán)。

18、本發(fā)明的一種雙穩(wěn)態(tài)電致變色儲能氣凝膠玻璃及其制備方法的有益效果是：動力單元輸送電解液分別在正極存儲單元和負(fù)極存儲單元內(nèi)循環(huán)，電解液經(jīng)過負(fù)極單元后在負(fù)極存儲單元內(nèi)循環(huán)，電解液經(jīng)過電極單元能夠電致變色，實現(xiàn)了電解液在得失電子兩種電致變色的情況下，分別在正極存儲單元和負(fù)極存儲單元，能夠分離，電解液在正極存儲單元和負(fù)極存儲單元分離的特點，避免了電解液由于正極和負(fù)極相互接觸所導(dǎo)致的自擦除現(xiàn)象，提高了雙穩(wěn)態(tài)電致變色儲能氣凝膠玻璃的雙穩(wěn)態(tài)性能，實現(xiàn)了雙穩(wěn)態(tài)電致變色儲能氣凝膠玻璃雙穩(wěn)態(tài)從無到有的過程，并且電解液沿氣凝膠膜的微孔滲透注入，實現(xiàn)儲能氣凝膠玻璃的滲透式變色，使得雙穩(wěn)態(tài)電致變色儲能氣凝膠玻璃內(nèi)均勻變色。

技術(shù)特征：

1.一種雙穩(wěn)態(tài)電致變色儲能氣凝膠玻璃，其特征在于，包括電極單元(5)、電解液、動力單元(4)和儲能氣凝膠玻璃(1)，所述電極單元(5)包括正極單元(51)和負(fù)極單元(52)，所述電解液能夠電致變色，所述儲能氣凝膠玻璃(1)包括正極存儲單元(11)和負(fù)極存儲單元(12)，所述正極存儲單元(11)連接至所述正極單元(51)，所述負(fù)極存儲單元(12)連接至所述負(fù)極單元(52)，所述動力單元(4)輸送所述電解液分別在所述正極存儲單元(11)和負(fù)極存儲單元(12)內(nèi)循環(huán)，所述正極存儲單元(11)和所述負(fù)極存儲單元(12)均包括兩片玻璃元件和氣凝膠膜(6)，兩片所述玻璃元件相貼合封邊圍合形成儲液腔，所述氣凝膠膜(6)布置在所述儲液腔內(nèi)，所述氣凝膠膜(6)的相對的兩個表面分別與兩片所述玻璃元件相貼合，所述電解液沿所述氣凝膠膜(6)流動。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)電致變色儲能氣凝膠玻璃，其特征在于，所述電極單元(5)為金屬電極、非金屬電極或碳基電極。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)電致變色儲能氣凝膠玻璃，其特征在于，所述電解液包括功能分子、輔助電解質(zhì)和溶劑，在所述正極存儲單元內(nèi)所述功能分子在所述正極單元的作用下為氧化型，在所述負(fù)極存儲單元內(nèi)所述功能分子在所述負(fù)極單元的作用下為還原型，氧化型的所述功能分子與還原型的所述功能分子顯色不同。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙穩(wěn)態(tài)電致變色儲能氣凝膠玻璃，其特征在于，所述功能分子在所述溶劑內(nèi)的溶解度為0.5-2.7l/mol。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙穩(wěn)態(tài)電致變色儲能氣凝膠玻璃，其特征在于，所述功能分子與所述輔助電解質(zhì)的濃度摩爾比為(1-4):(1-5)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙穩(wěn)態(tài)電致變色儲能氣凝膠玻璃，其特征在于，所述功能分子包括羅丹明、紫精、苯胺、和三芳基甲烷及其衍生物中的至少一種，所述功能分子結(jié)構(gòu)通式如下：

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙穩(wěn)態(tài)電致變色儲能氣凝膠玻璃，其特征在于，所述輔助電解質(zhì)包括氯化鈉、氯化鉀、硫酸鈉、硫酸鉀、四丁基六氟磷酸銨中的一種或者幾種。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙穩(wěn)態(tài)電致變色儲能氣凝膠玻璃，其特征在于，溶劑包括乙腈、四氫呋喃、二甲基亞砜和水中的一種或幾種。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)電致變色儲能氣凝膠玻璃，其特征在于，所述氣凝膠膜(6)為纖維素類氣凝膠、聚氨酯類氣凝膠和二氧化硅類氣凝膠中的任意一種。

10.一種如權(quán)利要求1-9任一項所述的雙穩(wěn)態(tài)電致變色儲能氣凝膠玻璃的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種雙穩(wěn)態(tài)電致變色儲能氣凝膠玻璃及其制備方法，涉及電致變色技術(shù)領(lǐng)域。雙穩(wěn)態(tài)電致變色儲能氣凝膠玻璃，包括電極單元、電解液、動力單元和儲能氣凝膠玻璃，儲能氣凝膠玻璃包括正極存儲單元和負(fù)極存儲單元，動力單元輸送電解液分別在正極存儲單元和負(fù)極存儲單元內(nèi)循環(huán)，正極存儲單元和負(fù)極存儲單元均包括兩片玻璃元件和氣凝膠膜，兩片玻璃元件相貼合封邊圍合形成儲液腔，氣凝膠膜布置在儲液腔內(nèi)，氣凝膠膜的相對的兩個表面分別與兩片玻璃元件相貼合，電解液沿氣凝膠膜流動。電解液沿氣凝膠膜的微孔滲透注入，實現(xiàn)儲能氣凝膠玻璃的滲透式變色，使得雙穩(wěn)態(tài)電致變色儲能氣凝膠玻璃內(nèi)均勻變色。

技術(shù)研發(fā)人員：張宇模,趙志峰,張曉安,席皓哲
受保護的技術(shù)使用者：吉林大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/28