Fenêtres intelligentes à stockage d'énergie innovantes reposant sur une chimie de batterie douce aqueuse Zn/MnO2

Résumé Les batteries rechargeables douces aqueuses Zn/MnO2 suscitent actuellement un grand intérêt grâce à leur rapport performance/coût attrayant. Leur principe de fonctionnement repose sur deux réactions d'électrodéposition réversibles complémentaires à l'anode et à la cathode. Transposer ce principe de fonctionnement à des fenêtres conductrices transparentes reste un aspect inexploré de cette chimie de batterie, qui est proposé ici d'aborder avec le développement d'une fenêtre intelligente bifonctionnelle innovante, combinant des propriétés électrochrome et de stockage de charge. La preuve de concept d'une telle fenêtre intelligente Zn/MnO2 bifonctionnelle est fournie en utilisant un électrolyte aqueux tamponné doux et différentes architectures. Pour maximiser la performance du dispositif, des cathodes ITO nanostructurées transparentes sont utilisées pour électrodéposer de manière réversible une charge élevée de MnO2 (jusqu'à 555 mA h m−2 avec une CE de 99,5 % sur 200 cycles, permettant de récupérer une densité d'énergie aussi élevée que 860 mA h m−2 lorsqu'elle est couplée à un cadre en métal zinc), tandis que des anodes FTO transparentes plates sont utilisées pour électrodéposer de manière réversible un revêtement homogène de métal zinc (jusqu'à ≈ 280 mA h m−2 avec une CE > 95 % sur 50 cycles). La mise en œuvre de ces deux processus d'électrodéposition réversibles dans une seule fenêtre intelligente a été réalisée avec succès, menant pour la première fois à une fenêtre intelligente à stockage d'énergie à double teinte avec une architecture optimisée face à face.