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不知道你们有没有过这样的经历，游戏玩得正嗨的时候突然没电关机了；疯狂赶deadline的时候鼠标没电玩罢工，总有那么些意外让我们猝不及防。这时候我们就需要一种可以实时显示电量的方式来告知我们即将面临的窘态，也需要一种可以随时随地充电的“小玩意儿”来解决我们面临的无电危机。
最近，上海科技大学刘巍教授团队设计了一款可以有效帮我们解决这些突发情况的“自供能可视化电池”，或者专业的称它为“自供能可充电电致变色储能器件”。它可以通过自己正负极的短接实现器件的着色过程，一方面可以为外部用电器供电，另一方面器件本身伴随从无色透明到深蓝色的变化。也就是说它利用人眼非常敏感的颜色变化直观显示器件的储能水平，并且可以自己给自己充电，完全解决了无电朋友们的后顾之忧。同时，器件在不同颜色状态可以对光和热进行有效的调节，把它用作智能窗使用，可以有效的减少我们空调、照明系统等造成的能源损耗，对可持续发展具有重要意义。
巧妙的器件设计
与传统电致变色器件不同的是，这种器件采用水系电解液极大的降低器件构造的价格，提高器件使用过程中的安全性。同时，巧妙的选用电致变色行业新选手“复合铌钨氧化物”为电致变色层，可实现着色/放电和褪色/充电过程的连续稳定循环。
图a为器件的结构示意图，图b为器件不同工作状态之间切换示意图，图c为器件在不同电解液中的性能对比。
他们利用复合铌钨氧化物与锌之间极大的吉布斯自由能差值实现器件的自着色，扩展了器件的使用场景。高电荷小半径的Al 3+在复合铌钨氧化物中的嵌入、脱出具有最大的光学调制并伴随最大的容量释放。
优异的电致变色和储能性能
研究者系统的研究了复合铌钨氧化物材料在不同水系Zn 2+电解液中的电致变色性能，发现电解液中的不同离子可对器件的性能进行有效调节，其中混合Zn 2+/Al 3+电解液体系具有最大的电化学活性、最大的光学对比度、最快的响应速度和极好的记忆效应。
复合铌钨氧化物电极电致变色性能表征
同时，在不同体系中，均表现出了能量存储特性，以Zn 2+/Al 3+电解液体系的储能为代表（160 mAh m -2）。同时，Zn 2+/Al 3+体系表现出极好的循环稳定性（5000 cycles,保留率 93.13%），有望商业化使用。
复合铌钨氧化物电极电致变色储能性能表征
研究者对混合电解液体系中的离子嵌入机理进行了探究，并证实了电极材料在嵌入离子时具有选择性。
复合铌钨氧化物离子嵌入机理分析
同时，他们还展示了器件正负极连接和断开过程中的颜色变化图片。
该研究的最大意义在于，通过构造水系自供能体系提高了器件的安全性，扩宽了电致变色的应用场景，为电致变色储能的发展有着重要的启示作用。
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来源：高分子科学前沿
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