菲啰啉铁配合物、制备方法及其在电致变色方面的应用

1.本发明涉及一种电致变色材料，具体涉及一种菲啰啉铁配合物、制备方法及其在电致变色方面的应用。


背景技术：

2.电致变色是在外加电场驱动下改变材料的光学性质从而在颜色上出现可逆变化的现象。电致变色器件在电场作用下具有光吸收或光透过的可调节性，可选择性地吸收或反射外界的热辐射以及内部的热扩散，减少办公大楼和民用住宅等为了在夏季保持凉爽和冬季保持温暖而消耗大量能源，最终达到节能的目的，同时起到改善自然光照程度的目的。目前电致变色材料应用最多的就是电致变色窗户，此外在防炫目后视镜、军事伪装等领域也有一定的应用。
3.传统的电致变色材料主要分为无机电致变色材料和有机电致变色材料，无机电致变色材料多为过渡金属氧化物以及普鲁士蓝衍生物，如wo3、tio2、nio、iro2，有机电致变色材料为聚吡咯以及单体吡咯、紫精等构成的固态有机薄膜。其中无机变色材料存在变色时间长，高温/低温下循环寿命短等问题，而有机薄膜类材料本身会出现紫外降解现象，因此不太可能实现大规模应用。
4.传统的电致变色器件为五层结构，分别为透明导电层(2层)、电致变色层、电解质层、离子储存层。目前制备这种夹层结构的电致变色器件工艺主要有磁控溅射法、溶胶凝胶法、电化学沉积法、化学气相沉积法等，但这几种工艺均需在高温高压或者真空环境中操作，且制备的电致变色器件存在着界面不稳定、变色不均匀、循环寿命长短、使用过程中难以维护等问题。此外，由于目前电致变色器件的生产工艺极其复杂，对生产条件的要求也极为严苛，因此生产成本一直居高不下。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种菲啰啉铁配合物、制备方法及其在电致变色方面的应用，以解决现有电致变色材料存在的变色时间长、高温/低温下循环寿命短等问题，以及电致变色器件生产工艺复杂、生产成本高等问题。
6.为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
7.提供一种菲啰啉铁配合物，所述菲啰啉铁配合物为三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁配合物，结构为：
[0008][0009]
其中，n为2或3。
[0010]
另一方面，提供如所述的菲啰啉铁配合物的制备方法，所述方法包括：
[0011]
以4,7-二甲基-1,10菲啰啉为原料，采用水热合成法获得4,7-二羟甲基-1,10菲啰啉配体；
[0012]
将4,7-二羟甲基-1,10菲啰啉配体在中性条件下与fecl2·
4h2o混合均匀，获得三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁配合物。
[0013]
另一方面，提供如所述的菲啰啉铁配合物在电致变色方面的应用，所述应用为基于所述菲啰啉铁配合物构建电致变色装置。
[0014]
进一步地，所述电致变色装置包括光阳极、普通电极、阳极储液罐、阴极储液罐和阳极侧透明空腔，所述普通电极为阴极；
[0015]
所述阳极储液罐通过输液管道接入所述光阳极和所述阳极侧透明空腔，所述光阳极和所述阳极侧透明空腔再通过输液管道接回所述阳极储液罐；
[0016]
所述阴极与所述阴极储液罐通过输液管道组成循环；
[0017]
所述阳极储液罐内为包含所述菲啰啉铁配合物的阳极电解液，所述阴极储液罐内为包含甲基紫精的阴极电解液。
[0018]
或者，所述电致变色装置包括普通电极、、光阴极、阳极储液罐、阴极储液罐和阴极侧透明空腔，所述普通电极为阳极；
[0019]
所述阴极储液罐通过输液管道接入所述光阴极和所述阴极侧透明空腔，所述光阴极和所述阴极侧透明空腔再通过输液管道接回所述阴极储液罐；
[0020]
所述阳极与所述阳极储液罐通过输液管道组成循环；
[0021]
所述阳极储液罐内为包含所述菲啰啉铁配合物的阳极电解液，所述阴极储液罐内为包含甲基紫精的阴极电解液。
[0022]
再或者，所述电致变色装置包括光阳极、光阴极、阳极储液罐、阴极储液罐、阳极侧透明空腔和阴极侧透明空腔；
[0023]
所述阳极储液罐通过输液管道接入所述光阳极和所述阳极侧透明空腔，所述光阳极和所述阳极侧透明空腔再通过输液管道接回所述阳极储液罐；
[0024]
所述阴极储液罐通过输液管道接入所述光阴极和所述阴极侧透明空腔，所述光阴极和所述阴极侧透明空腔再通过输液管道接回所述阴极储液罐；
[0025]
所述阳极储液罐内为包含所述菲啰啉铁配合物的阳极电解液，所述阴极储液罐内为包含甲基紫精的阴极电解液。
[0026]
进一步地，所述阳极电解液的获得过程为：
[0027]
三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁配合物与水混合，获得菲啰啉铁配合物溶液；
[0028]
在菲啰啉铁配合物溶液中加入支持电解质，搅拌混合；
[0029]
加入溶剂，获得所述阳极电解液。
[0030]
进一步地，所述阴极电解液的获得过程为：
[0031]
甲基紫精与水混合获得甲基紫精溶液；
[0032]
在甲基紫精溶液中加入支持电解质，获得所述阴极电解液。
[0033]
进一步地，所述支持电解质选自naclo4、kno3、kcl、nacl、na2so4、kclo4、nh4cl、k2hpo4；
[0034]
所述溶剂选自乙腈、乙醇、甲醇。
[0035]
进一步地，所述光阳极和所述光阴极均为具有pn结的半导体光电极，所述光阳极的半导体结构为n
+-n-p
+-si-ti-pt，所述光阴极的半导体结构为p
+-n-n
+-si-ti-pt。
[0036]
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
[0037]
本发明提供了一种三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁配合物，是一种电致变色材料，在光照或通电作用下能够迅速发生氧化或还原反应从而使溶液颜色产生透明至着色的正反向变化，具有制备工艺简单、性能优良、生产成本低廉、使用寿命长、电解质可循环利用等优势。基于该电致变色材料，本发明还提供了一种电致变色装置，只需要将该电致变色材料导入到具有空腔结构的透明容器即可实现电致变色的功能，避免了使用传统的多层电致变色结构，不需要在内部分区设置导电层、离子储存层和正负极电极，完全省去了将电致变色材料沉积在导电玻璃或者电极表面这一步骤，降低了生产工艺难度，同时也克服了生产条件苛刻、成本高等问题。
[0038]
本发明提供的基于三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁配合物的电致变色装置，集光伏、储能与变色功能于一体，在变色的同时能够实现储能，且在整个过程中不消耗市电，所有的电能供应均来自于光伏电池，不仅在结构上进行了简化还实现了自供能。采用液流电池储能系统代替了传统的固态蓄电池储能装置，具备能量效率高、循环寿命长、安全性好、可模块化设计、功率密度高等特性。使用具有pn结的半导体光伏电池代替了电致变色器件的外部供电设备，减少了火电等电能的消耗，降低了碳排放。解决了固态电致变色器件中的自放电问题，还可以随时调控或者更换电解液的组分，如可以通过提高浓度或增加储罐体积的方式达到增加容量的目的，使整个电致变色器件便于维护和保养，大大增加了其使用寿命。
[0039]
该电致变色装置可用于建筑物玻璃，通过调节光的吸收和透过，吸收或反射外界的热辐射，减少办公大楼和民用住宅等建筑物在夏季降温和冬季取暖而必须耗费的大量能源，从而达到节能的目的。同时，也改善了室内的有效日光照度，可减少室外遮光设施，满足现在建筑物采光和美观的需要。
附图说明
[0040]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
[0041]
图1是本发明实施例1的装置组成图。
[0042]
图2是本发明实施例1的光电极结构图。
[0043]
图3是本发明实施例2的装置组成图。
[0044]
图4是本发明实施例2的光电极结构图。
[0045]
图5是本发明实施例3的装置组成图。
[0046]
图6是本发明实施例3的光电极结构图。
[0047]
图7是本发明应用于建筑玻璃的示意图。
[0048]
图中标识为：
[0049]
001-光阳极，002-光阴极，003-普通电极，004-阳极电解液，005-阴极电解液，006-隔膜，007-阳极储液罐，008-阴极储液罐，009-1号泵，010-2号泵，011-3号泵，012-4号泵，013-输液管道，014-导线，015-开关，016-负载，017-阳极侧透明空腔，018-阴极侧透明空腔。
具体实施方式
[0050]
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
[0051]
本专利的描述中，需要理解的是，使用的所有技术以及科学术语具有与本专利所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，实施例中所用的试剂为市售商品，实施例中采用的装置为现有装置，对手段、试剂或装置的限定不能理解为对本专利的限制，同类型解决相同技术问题的手段、试剂或装置均在本专利的保护范围之内。
[0052]
在本专利的描述中，需要理解的是，当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
[0053]
在本专利的描述中，需要理解的是，在描述方法的过程中涉及了多个步骤，不应理解为对方法步骤顺序的限制，在解决相同技术问题时仅通过改变步骤顺序获得的技术方案也在本专利的保护范围之内。
[0054]
本发明提供了一种菲啰啉铁配合物，所述菲啰啉铁配合物为三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁配合物，结构为：
[0055][0056]
其中，n为2或3。
[0057]
三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁配合物中的铁为六配位的金属离子，以三个4,7-二羟甲基-1,10菲啰啉作为配体，形成了具有中心对称结构的配位化合物。
[0058]
上述菲啰啉铁配合物的制备方法为：以4,7-二甲基-1,10菲啰啉为原料，采用水热合成法获得4,7-二羟甲基-1,10菲啰啉配体；将4,7-二羟甲基-1,10菲啰啉配体在中性条件下与fecl2·
4h2o混合均匀，获得三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁配合物。具体合成路线为：
[0059]
(1)将4,7-二甲基-1,10菲啰啉和高锰酸钾同时加入到30％硫酸溶液中加热回流8小时，得到4,7-二羧基-1,10菲啰啉。
[0060][0061]
(2)将4,7-二羧基-1,10菲啰啉加入到含有10％甲醇和30％的硫酸溶液中加热回流30小时，得到4,7-二甲氧基酰胺-1,10菲啰啉。
[0062][0063]
(3)将4,7-二甲氧基酰胺-1,10菲啰啉和硼氢化钠加入到含有60％的乙醇溶液中加热回流15小时，得到4,7-二羟甲基-1,10菲啰啉。
[0064][0065]
(4)将4,7-二羟甲基-1,10菲啰啉与四水氯化亚铁按照3:1的摩尔比加入到体积比为1:10的乙腈水溶液中去，充分搅拌待混合均匀后加入1mol/l氯化钠作为支持电解质，得到三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁配合物。
[0066][0067]
另外，可将三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁配合物通过电化学方法施加正电位氧化得到更高价态的三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁配合物。
[0068][0069]
通过上述方法获得的三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁配合物，是一种理想的电致变色材料，可应用于电致变色领域，构建电致变色装置。三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁配合物作为电致变色装置中的电致变色活性物质，在光照或通电作用下能够迅速发生氧化或还原反应从而使溶液颜色产生透明至着色的正反向变化，因此在上述过程中，可以实现变色、自供电和储能，能应用到相关领域。
[0070]
所述电致变色装置中包含有阳极和阴极，阳极可为普通电极003或光阳极001，阴极可为普通电极003或光阴极002，阳极和阴极不同时设置为普通电极003。所述电致变色装置中还包含阳极储液罐007、阴极储液罐008和透明空腔。透明空腔配合光阳极001和光阴极002设置：装置中具有光阳极001时，为光阳极001和阳极储液罐007配置阳极侧透明空腔017；装置中具有光阴极002时，为光阴极002和阴极储液罐008配置阴极侧透明空腔018。
[0071]
光阳极001和光阴极002均为具有pn结的半导体光电极，光阳极001的半导体结构为n
+-n-p
+-si-ti-pt，光阴极002的半导体结构为p
+-n-n
+-si-ti-pt。
[0072]
阳极储液罐007内为阳极电解液004，可采用三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁配合物来配制，过程为：
[0073]
s1：三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁配合物与水混合，获得菲啰啉铁配合物溶液；
[0074]
s2：在菲啰啉铁配合物溶液中加入支持电解质，搅拌混合；
[0075]
s3：加入溶剂，获得阳极电解液004。
[0076]
阴极储液罐008内为阴极电解液005，包含负极配对活性物质，可采用甲基紫精配制，过程为：
[0077]
s1：甲基紫精与水混合获得甲基紫精溶液；
[0078]
s2：在甲基紫精溶液中加入支持电解质，获得阴极电解液005。
[0079]
上述支持电解质选自naclo4、kno3、kcl、nacl、na2so4、kclo4、nh4cl、k2hpo4等，上述溶剂选自乙腈、乙醇、甲醇等。
[0080]
所述电致变色装置可采用以下三种结构形式：
[0081]
实施例1：pv光阳极-阳极一侧电解液变色
[0082]
如图1和图2，电致变色装置包括光阳极001、普通电极003、阳极储液罐007、阴极储液罐008和阳极侧透明空腔017，普通电极003为阴极。光阳极001和普通电极003之间具有隔膜006，并连接有导线014、开关015和负载016。
[0083]
阳极储液罐007通过输液管道013和1号泵009接入光阳极001底部，待电化学反应结束后再通过输液管道013接回阳极储液罐007，以此往复循环。与此同时，阳极储液罐007还通过输液管道013和3号泵011接入阳极侧透明空腔017，待阳极侧透明空腔017内电解液充满后再通过输液管道013流入阳极储液罐007，以此往复循环。阴极与阴极储液罐008通过输液管道013和2号泵010组成循环。
[0084]
阳极储液罐007内为包含菲啰啉铁配合物的阳极电解液004。采用三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁配合物和去离子水配置0.001mol/l的溶液，加入支持电解质nacl，其中支持电解质在三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁配合物水溶液中的浓度为0.1mol/l，充分搅拌混合均匀后加入占电致变色活性物质溶液体积分数1％的乙腈，溶液混合均匀后获得阳极电解液004。
[0085]
阴极储液罐008内为包含负极配对活性物质的阴极电解液005。负极配对活性物质采用浓度为0.001mol/l的甲基紫精溶液，采用1mol/l kclo4作为支持电解质，溶剂为水。
[0086]
采用注塑成型一体化制备工艺将聚乙烯加工成表面形状为平面的透明器件，作为阳极侧透明空腔017，空腔体积为0.01m2，顶部基板和底部基板上的管道半径为0.0001m。
[0087]
该实施例的储能实现方式为：
[0088]
光阳极的半导体结构为n
+-n-p
+-si-ti-pt，当太阳光照射到光阳极时，在半导体结构的pn结上都将产生光生载流子，此时空穴由n
+
区流向p
+
区，电子由p
+
区流向n
+
区，此时光生空穴被阳极电解液界面上的电活性物质捕获，使三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁发生氧化反应，而光生电子通过外电路导入到阴极电解液一侧使甲基紫精发生还原反应，在这个过程中实现了光能向化学能的转变，能量转化效率达到了94％。
[0089]
该实施例的变色节能实现方式为：
[0090]
当有光照时，将3号泵011打开，设置泵的流速为40ml/min，此时将一部分阳极电解液直接导入阳极侧透明空腔017内部，此时随着光生空穴不断氧化三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁配合物，溶液的颜色逐步由还原态的无色转变为氧化态的红色，此时透明空腔
在508-520nm处的平均透过率为8.3％，此时呈红色的透明空腔会将太阳光阻挡在外面从而避免了室内部温度的上升，减少了室内空调等制冷设备的使用。当无光照时，本实施例可作为光伏液流电池，工作原理和普通液流电池的原理相同，液流电池在对外加负载输出电能的同时，阳极电解液中的三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁配合物发生还原反应，溶液的颜色逐步由氧化态的红色转变为还原态的无色，此时透明空腔在508-520nm处的平均透过率为93％。
[0091]
实施例2：pv光阴极-阴极一侧电解液变色
[0092]
如图3和图4，电致变色装置包括普通电极003、光阴极002、阳极储液罐007、阴极储液罐008和阴极侧透明空腔018，普通电极003为阳极。普通电极003和光阴极002之间具有隔膜006，并连接有导线014、开关015和负载016。
[0093]
阴极储液罐008通过输液管道013和2号泵010接入光阴极002底部，待电化学反应结束后再通过输液管道013接入到阴极储液罐008，以此往复循环。与此同时，阴极储液罐008还通过输液管道013和4号泵012接入阴极侧透明空腔018，待阴极侧透明空腔018内电解液充满后再通过输液管道013流入阴极储液罐008，以此往复循环。阳极与阳极储液罐007通过输液管道013和1号泵009组成循环。
[0094]
阳极储液罐007内为包含菲啰啉铁配合物的阳极电解液004。采用三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁配合物和去离子水配置0.1mol/l的溶液，加入支持电解质kcl，其中支持电解质在三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁配合物水溶液中的浓度为1mol/l，充分搅拌混合均匀后加入占配对活性物质溶液体积分数10％的乙醇，溶液混合均匀后获得阳极电解液004。
[0095]
阴极储液罐008内为包含负极配对活性物质的阴极电解液005。负极电致变色活性物质采用浓度为0.1mol/l甲基紫精溶液，采用1mol/lnaclo4作为支持电解质，溶剂为水。
[0096]
采用吹塑成型一体化制备工艺将聚丙烯加工成表面形状为曲面的透明器件，作为阴极侧透明空腔018，空腔体积为0.1m2，顶部基板和底部基板上的管道半径为0.001m。
[0097]
该实施例的储能实现方式为：
[0098]
光阴极的半导体结构为p
+-n-n
+-si-ti-pt，当太阳光照射到光阴极时，在半导体结构的pn结上都将产生光生载流子，此时空穴由n
+
区流向p
+
区，电子由p
+
区流向n
+
区，此时光生电子被阴极电解液界面上的电活性物质捕获，使甲基紫精发生还原反应，而阳极侧普通电极失去电子使三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁发生氧化反应，在这个过程中实现了光能向化学能的转变，光伏液流电池的能量效率达到了90％。
[0099]
该实施例的变色节能实现方式为：
[0100]
当有光照时，将4号泵012打开，设置泵的流速为100ml/min，此时将一部分阴极电解液直接导入透明空腔内部，此时随着光生电子不断还原甲基紫精，溶液的颜色逐步由氧化态的无色转变为还原态的蓝色，此时透明空腔在450-452nm处的平均透过率为4.1％，此时呈蓝色的透明空腔会将太阳光阻挡在外面从而避免了室内部温度的上升，减少了室内空调等制冷设备的使用。当无光照时，本实施例可作为光伏液流电池，工作原理和普通液流电池的原理相同，液流电池在对外加负载输出电能的同时，阴极电解液中的甲基紫精发生氧化反应，溶液的颜色逐步由还原态的蓝色转变为氧化态的无色，此时透明空腔在在450-452nm处的平均透过率为95％。
[0101]
实施例3：pv光阳极光阴极两侧电解液同时变色
[0102]
如图5和图6，电致变色装置包括光阳极001、光阴极002、阳极储液罐007、阴极储液罐008、阳极侧透明空腔017和阴极侧透明空腔018。光阳极001和光阴极002之间具有隔膜006，并连接有导线014、开关015和负载016。
[0103]
阳极储液罐007通过输液管道013和1号泵009接入光阳极001底部，待电化学反应结束后再通过输液管道013接入到阳极储液罐007，以此往复循环。与此同时，阳极储液罐007还通过输液管道013和3号泵011接入阳极侧透明空腔017，待阳极侧透明空腔017内电解液充满后再通过输液管道013流入阳极储液罐007，以此往复循环。
[0104]
阴极储液罐008通过输液管道013和2号泵010接入光阴极002底部，待电化学反应结束后再通过输液管道013接入到阴极储液罐008，以此往复循环。与此同时，阴极储液罐008还通过输液管道013和4号泵012接入阴极侧透明空腔018，待阴极侧透明空腔018内电解液充满后再通过输液管道013流入阴极储液罐008，以此往复循环。
[0105]
阳极储液罐007内为包含菲啰啉铁配合物的阳极电解液004。采用三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁配合物和去离子水配置0.01mol/l的溶液，加入支持电解质nh4cl，其中支持电解质在三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁配合物水溶液中的浓度为0.1mol/l，充分搅拌混合均匀后加入占溶液体积分数5％的甲醇，溶液混合均匀后获得阳极电解液。
[0106]
阴极储液罐008内为包含负极配对活性物质的阴极电解液005。负极电致变色活性物质采用浓度为0.01mol/l甲基紫精溶液，采用0.1mol/lna2so4作为支持电解质，溶剂为水。
[0107]
采用挤出成型一体化制备工艺将透明树脂加工成表面形状为平面的透明器件，作为阳极侧透明空腔017和阴极侧透明空腔018，空腔体积为0.001m2，顶部基板和底部基板上的管道半径为0.0001m。
[0108]
该实施例的储能实现方式为：
[0109]
光阳极的半导体结构为n
+-n-p
+-si-ti-pt，光阴极的半导体结构为p
+-n-n
+-si-ti-pt，当太阳光同时照射到光阳极和光阴极时，在半导体结构的pn结上将产生光生载流子，此时空穴由n
+
区流向p
+
区，电子由p
+
区流向n
+
区，此时光阳极一侧产生的光生空穴被阳极电解液界面上的电活性物质捕获，使三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁配合物发生氧化反应，光阴极一侧产生的光生电子被阴极电解液界面上的电活性物质捕获，使甲基紫精发生还原反应，而光阳极一侧产生的光生电子通过外电路与光阴极一侧产生的光生空穴发生堙灭，在这个过程中实现了光能向化学能的转变，电池的能量效率达到了92％。
[0110]
该实施例的变色节能实现方式为：
[0111]
当有光照时，打开3号泵011和4号泵012，设置泵的流速为50ml/min，此时分别将一部分阳极和阴极电解液直接导入两个透明空腔内部，位于光阳极一侧的光生空穴不断氧化三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁配合物，溶液的颜色逐步由还原态的无色转变为氧化态的红色，此时透明空腔在508-520nm处的平均透过率为8.3％，此时呈红色的变色器件会将太阳光阻挡在外面从而避免了室内部温度的上升，减少了室内空调等制冷设备的使用。位于光阴极一侧的光生电子不断还原甲基紫精，溶液的颜色逐步由氧化态的无色转变为还原态的蓝色，此时透明空腔在450-452nm处的平均透过率为4.1％，此时呈蓝色的变色器件会将太阳光阻挡在外面从而避免了室内部温度的上升，减少了室内空调等制冷设备的使用。当无光照时，本实施例可作为光伏液流电池，工作原理和普通液流电池的原理相同，液流电
池在对外加负载输出电能的同时，阳极电解液中的三(4,7-双羟甲基)-1,10-菲啰啉铁配合物发生还原反应，溶液的颜色逐步由氧化态的红色转变为还原态的无色，此时电致变色器件在508-520nm处的平均透过率为93％。阴极电解液中的甲基紫精发生氧化反应，溶液的颜色逐步由还原态的蓝色转变为氧化态的无色，此时透明空腔在450-452nm处的平均透过率为95％。
[0112]
如图7，上述实施例中，电致变色装置中的透明空腔可作为建筑玻璃使用，当然的，还可以应用到其他需要变色的场合，起到储能、变色节能等效用。
[0113]
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。