热致变色水凝胶智能窗与铁铬液流电池的集成创新：双波段调控与高效储能技术

来自前沿领域的研究人员开创性地将热致变色羟丙基纤维素水凝胶与铁铬氧化还原液流电池(Fe-Cr RFBs)集成，开发出HydroTherm-Flow智能窗(HTF Window)。该装置通过可见光+近红外(NIR)双波段动态调控实现超快光学切换，同时具备77%能量效率的储能性能，使建筑HVAC能耗降低25%，为碳中和目标提供创新解决方案。

　　

这项突破性研究展示了热致变色水凝胶智能窗(HydroTherm-Flow Smart Window, HTF Window)的革命性设计——首次将热响应性羟丙基纤维素(HPC)水凝胶与铁铬氧化还原液流电池(Fe-Cr RFBs)完美融合。四层架构中，氧化铟锡(ITO)镀膜玻璃作为透明加热层，HPC水凝胶层实现5秒内可见光透过率从30%骤降至2%的超快切换，微流道电解液层构建热耦合系统，整体使传统Fe-Cr RFBs空间占用减少66%。

分子动力学模拟揭示了水凝胶-电解液界面处氯离子网络的神奇作用：这些"离子高速公路"(ion highways)不仅提升30%离子电导率，更通过独特的封装结构增强电池放电容量。性能测试显示，该装置太阳能得热系数降低40%，能量效率达77%（较传统系统提升13%），同时利用废热回收技术稳定电解液温度。

从可持续发展角度看，这种将动态光热调控与高效储能集成的设计，预计20年生命周期内可减少42%碳排放，为建筑-电网能源平衡提供创新范式。其双波段(visible+NIR)调控能力尤其适合应对间歇性可再生能源并网挑战，堪称实现净零能耗建筑的里程碑式技术。