智能化能源存储和转换器件

伴随着仿生和人工智能等领域交叉学科的研究发展,一类新的智能能源器件随之出现,极大丰富了器件除传统的能量储存和转换之外的其他功能。它们对来自器件本身或外部环境的物理或化学刺激具有响应性,如自愈合、电致变色、形状记忆、光探测和热响应等。取决于智能功能元件和电化学活性物质的相容性,这些智能功能可以被整合进单个的能量转换和存储器件中。和能源技术一起,这些功能是很多领域包括服装、建筑和医疗等的研究热点,使得许多前所未有的应用成为可能,如智能电子服装和电子窗户等。它们正在对能源储存和转换领域产生重大影响,在过去三年相关文章数量迅速增加。因此,对这个快速成长并且重要的领域进行及时的评述非常必要。

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为实现能源存储和转换器件的智能化,并且能稳定和有效地实现各项功能,最重要在于采用合适的智能材料。这些智能材料必须与能源存储和转换器件的工作原理、层次结构和电极/电解液材料相兼容。香港城市大学物理及材料系支春义课题组总结了诸多课题组的研究工作,结合自身的研究经验,在这篇综述中从智能材料的工作原理、器件制备和性能这三方面具体讨论了能源器件的自愈合、电致变色、形状记忆、光探测和热响应五个主题,随后评述了当前研究的一些不足之处,指出了提高器件性能和优化器件整合的方向。

这篇综述在线发表在Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201601928)上,第一作者为香港城市大学物理及材料系研究员黄燕。我们希望该篇综述能够为智能能源器件的性能优化和拓展起到抛砖引玉的作用。