穏やかな水性Zn/MnO2バッテリー化学に依存する革新的エネルギー貯蔵スマートウィンドウ

要旨 再充電可能な穏やかな水性Zn/MnO2バッテリーは、その魅力的な性能とコスト比により、現在大きな関心を引き寄せています。その動作原理は、陽極と陰極における2つの補完的な可逆電極沈着反応に基づいています。この動作原理を透明導電ウィンドウに適用することは、このバッテリー化学の未探索の側面であり、電クロミックおよび電荷貯蔵特性を組み合わせた革新的な双機能スマートウィンドウの開発を通じて解決することを提案します。このような双機能Zn/MnO2スマートウィンドウの概念実証は、穏やかに緩衝された水性電解質と異なるアーキテクチャを用いて提供されます。デバイスの性能を最大化するために、透明なナノ構造ITO陰極が使用され、MnO2の高負荷を可逆的に電極沈着させます（最大555 mA h m−2で、200サイクルにわたるCEは99.5%で、亜鉛金属フレームと組み合わせることで860 mA h m−2のエネルギー密度を取得可能）。一方、フラット透明FTO陽極は、亜鉛金属の均一なコーティングを可逆的に電極沈着させるために使用されます（最大約280 mA h m−2で、50サイクルにわたるCEは95%以上）。これら2つの可逆電極沈着プロセスを単一のスマートウィンドウで実装することに成功し、最初の双色エネルギー貯蔵スマートウィンドウを顔合わせアーキテクチャを最適化して実現しました。