以氧化鎢為基礎(chǔ)的納米材料因其在構(gòu)建各種電化學(xué)（第一屆全國(guó)有色金屬電化學(xué)與碳減排會(huì)議）能源方面的用途而引起了廣泛的關(guān)注。特別是，電致變色裝置和光學(xué)變化裝置在節(jié)能方面被深入研究。

由華南理工大學(xué)研究人員開展的一項(xiàng)研究回顧了氧化鎢基納米結(jié)構(gòu)材料在各種應(yīng)用中的最新發(fā)展，特別是其與超級(jí)電容器、鋰離子電池、電致變色裝置，以及它們的雙功能和多功能裝置。此外，還有其他應(yīng)用，如光致變色裝置、傳感器和氧化鎢基材料的光催化劑。

能源的枯竭和環(huán)境的惡化已經(jīng)引起了越來越多的科學(xué)和公眾的關(guān)注。為了減緩資源枯竭的速度，改善我們的生活條件，轉(zhuǎn)向其他可再生能源，包括太陽能、風(fēng)能和潮汐能。然而在不可控的天氣條件下，僅僅從取之不盡的能源中獲得可靠和穩(wěn)定的能源供應(yīng)顯然是具有挑戰(zhàn)性的。

因此，這些能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)必須與高能效的儲(chǔ)能裝置一起使用，以儲(chǔ)存轉(zhuǎn)換后的能量。超級(jí)電容器和鋰離子電池（鋰離子電池負(fù)極材料技術(shù)與設(shè)備研討會(huì)）是兩類廣泛使用的高效儲(chǔ)能裝置（ESDs）。此外，電致變色裝置（ECD）是一種眾所周知的高效應(yīng)用，通過改變透射率來控制陽光強(qiáng)度和穿過它的熱量。超級(jí)電容器（SC）以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，如高功率密度、超長(zhǎng)的循環(huán)壽命（超過105次）、快速充電速度（幾十秒內(nèi)）和低溫下的出色表現(xiàn)，成為一種頗具前景的儲(chǔ)能設(shè)備。

有兩種主要的SCs類型，即電雙層電容器和偽電容器。前者的工作原理是電荷在電極和電解質(zhì)界面上的集中和分散，而后者主要依靠法拉第反應(yīng)來工作，其雙層電容對(duì)總電容的貢獻(xiàn)相對(duì)較小。通常情況下，偽電容的電容比電雙層電容的電容要高。鋰離子電池（LIB）因其高能量密度而被普遍應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品和電動(dòng)汽車。

目前，LIBs的典型陽極材料是石墨，因?yàn)樗杀镜停娀瘜W(xué)性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好。然而，其理論比容量為372 mA h g-1，隨著能源消耗需求的不斷擴(kuò)大，其理論比容量相對(duì)較低，從而限制了LIBs的進(jìn)一步使用。

與此同時(shí)，過渡性氧化物材料，如錫氧化物、鈷氧化物和鎢氧化物，由于其更高的比容量，被認(rèn)為是取代石墨的潛在替代品。電致變色（EC）材料在施加相對(duì)較低的電壓（甚至小于1V）或電場(chǎng)時(shí)，可以改變其光學(xué)參數(shù)，包括反射率、折射率、透射率和發(fā)射率，并且當(dāng)電壓或電場(chǎng)的極性逆轉(zhuǎn)時(shí)，這一過程是可逆的。

由于它們的特殊性質(zhì)，ECD在智能窗、防眩暈后視鏡、顯示應(yīng)用以及航空航天和軍事領(lǐng)域受到歡迎。特別是，建筑物的能源消耗占全球能源消耗的40%，當(dāng)它們被用作智能窗時(shí)，由于其對(duì)陽光的可調(diào)節(jié)透射率，可以節(jié)省大量的能源。

此外，許多過渡性金屬氧化物，如MoO3、MnO2和WO3，可以作為這些器件的電極材料。其中，鎢氧化物具有較大的儲(chǔ)能能力，使其能夠在ESD中發(fā)揮電極作用，而且它也是EC領(lǐng)域中研究最廣泛的材料。當(dāng)作為單片機(jī)的電極時(shí)，由于W的價(jià)位可以在+2和+6之間變化，其理論比容量為1112 F g-1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于通常使用的雙層電容器的碳電極材料。

此外，它們還具有其他優(yōu)點(diǎn)，包括高密度、低成本、環(huán)境友好和無毒。在電化學(xué)能源領(lǐng)域，Deb在60年代就在氧化鎢中發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)電化學(xué)現(xiàn)象。鎢氧化物因其較短的開關(guān)時(shí)間、令人印象深刻的顏色變化和電化學(xué)穩(wěn)定性而受到青睞。

鎢氧化物在各個(gè)領(lǐng)域均具有較大的吸引力，特別是在像LIBs、SCs和電致變色的能量?jī)?chǔ)存方面。基于ESD和ECD之間的聯(lián)系，基于氧化鎢的多功能設(shè)備也被廣泛探索。此外，太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的整合是實(shí)現(xiàn)綠色應(yīng)用的一個(gè)非常有效的方法。盡管在鎢氧化物的研究方面已經(jīng)做了很多努力，但仍有許多挑戰(zhàn)需要處理。當(dāng)鎢氧化物被用作ESD的電極時(shí)，低的比容量、差的導(dǎo)電性和不滿意的循環(huán)穩(wěn)定性仍然需要被改善。

此外，有關(guān)基于以氧化鎢為基礎(chǔ)的納米材料構(gòu)建的電化學(xué)（第一屆全國(guó)有色金屬電化學(xué)與碳減排會(huì)議）能源裝置的全靜電放電的研究仍然很少。當(dāng)它們被應(yīng)用于ECD時(shí)，它們?cè)诮t外領(lǐng)域的性能需要更多的關(guān)注。這篇文章中所提及的雙功能應(yīng)用也有弱點(diǎn)，如顏色單一、電壓窗口窄、容量低，限制了它們?cè)趯?shí)際使用中的應(yīng)用。