Il-prinċipju tal-qalba tax-xogħol tal-ħġieġ elettrokromiku huwa li bl-applikazzjoni ta 'vultaġġ ċkejkna, il-joni ġewwa l-ħġieġ huma misjuqa biex jimxu, u jikkawżaw bidliet riversibbli u stabbli fil-proprjetajiet ottiċi (kulur u trasparenza) tal-materjal.
Prinċipju ta' ħidma dettaljat (Analiżi pass-b'-pass
Tista 'timmaġinaha bħala "batterija" rqiqa ħafna u trasparenti li tbiddel il-kulur meta tkun iċċarġjata u terġa' ssir trasparenti meta tiġi skarikata.
1. Struttura tal-qalba (struttura ta 'sandwich
Ħġieġ elettrokromiku tipiku huwa magħmul minn ħames saffi ta 'films funzjonali, imdaħħla b'sandwicket bejn żewġ sottostrati tal-ħġieġ:
Ħġieġ ta 'barra: Substrat.
Saff konduttiv trasparenti (TCO) : Tipikament ossidu tal-landa tal-indju (ITO), iservi bħala elettrodu għall-applikazzjoni tal-vultaġġ.
Saff elettrokromiku (Saff EC): Saff tal-qalba, li fih materjali elettrokromiċi (bħal triossidu tat-tungstenu WO₃). Meta l-joni u l-elettroni jiġu injettati, jibdel il-kulur (ġeneralment isir blu).
Saff ta 'konduttur joniku (saff ta' l-elettroliti): Jaħżen joni (bħal Li⁺) u jippermetti li l-joni jgħaddu taħt l-azzjoni ta 'kamp elettriku, iżda jiżola l-elettroni.
Saff tal-ħażna tal-jone (saff tal-kontro elettrodu) : Meta s-saff elettrokromiku jibdel il-kulur, jeħtieġ li jipprovdi jew jirċievi joni biex iżomm bilanċ ta 'ċarġ, u ġeneralment ikollu kulur komplementari -propjetajiet li jinbidlu nnifsu.
Saff konduttiv trasparenti (TCO): L-elettrodu fuq in-naħa l-oħra.
Ħġieġ ta 'barra: Substrat.
L-istruttura hija ssimplifikata bħala: ħġieġ, saff konduttiv, saff elettrokromiku, saff konduttur tal-jone, saff tal-ħażna tal-joni, saff konduttiv, u ħġieġ
2. Proċess ta 'Ħidma (Teħid ta' triossidu tat-tungstenu WO₃ u joni tal-litju Li⁺ bħala eżempji)
a. Kulur - Meta l-vultaġġ jiġi applikat
Meta vultaġġ DC (ġeneralment baxx ħafna, 1-5V) jiġi applikat għas-saffi konduttivi trasparenti fuq iż-żewġ naħat:
Drive tal-kamp elettriku: Il-kamp elettriku jmexxi joni tal-litju (Li⁺) fis-saff tal-konduttur joniku biex jimxi lejn is-saff elettrokromiku (WO₃).
Injezzjoni ta 'jone u elettroni: Sadanittant, l-elettroni (e⁻) huma wkoll injettati fis-saff elettrokromiku permezz ta' ċirkwit estern.
Iseħħu reazzjonijiet kimiċi: Fis-saff elettrokromiku, jonji u elettroni jgħaddu minn reazzjonijiet ta 'tnaqqis (interkalazzjoni) mal-materjal.
WO₃ (trasparenti) + xLi⁺ + xe⁻ ⇌ LixWO₃ (blu)
Skulurazzjoni: Il-prodott LixWO₃ huwa kompost blu skur li jassorbi d-dawl viżibbli, u b'hekk jiskura l-kulur tal-ħġieġ u jnaqqas it-trasparenza tiegħu. Sadanittant, is-saff tal-ħażna tal-joni huwa ossidizzat u jitlef il-joni biex iżomm il-bilanċ ta 'ċarġ tas-sistema kollha.
b. Fading (Ibbliċjar) - meta l-vultaġġ ikun maqlub jew skonnettjat
Meta l-vultaġġ ikun maqlub jew ċirkwit-short:
Treġġigħ lura tal-proċess: Id-direzzjoni tal-kamp elettriku tinbidel jew tisparixxi, u l-joni u l-elettroni jiġu estratti mis-saff elettrokromiku u jerġgħu lura għas-saff tal-konduttur tal-joni u s-saff tal-ħażna tal-joni.
Isseħħ reazzjoni inversa: Ir-reazzjoni kimika ta 'hawn fuq tipproċedi lejn ix-xellug, b'LixWO₃ jiddekomponi lura f'WO₃ trasparenti u jirrilaxxa Li⁺ u e⁻.
Irrestawra t-trasparenza: Il-ħġieġ jerġa 'lura għal stat ta' trasparenza għolja.
c. Effett tal-Memorja
Vantaġġ ewlieni wieħed tal-ħġieġ elettrokromiku huwa li għandu proprjetajiet Bistabbli. Ladarba l-istat ikkulurit jew faded jiġi ffurmat, jista 'jinżamm għal żmien twil (għal diversi sigħat jew saħansitra jiem) anki jekk il-qawwa tinqata' kompletament. Minħabba li r-reazzjoni kimika-imsemmija hawn fuq hija fi stat stabbli meta ma tkunx immexxija minn kamp elettriku estern. Jikkonsma l-elettriku biss meta jeħtieġ li jibdel l-istat tiegħu, li jagħmilha effiċjenti ħafna fl-enerġija-.
