Ηλεκτροχρωμικές διατάξεις βασισμένες στο WO 3 παρασκευασμένο με χημική εναπόθεση ατμών

Transcript

1 Ηλεκτροχρωμικές διατάξεις βασισμένες στο WO 3 παρασκευασμένο με χημική εναπόθεση ατμών Δήμητρα Βερνάρδου Κέντρο Τεχνολογίας Υλικών και Φωτονικής, Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών, Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Κρήτης, Ηράκλειο

2 Στόχος Ενεργειακή Απόδοση Κτιρίων Ανάπτυξη «έξυπνων» παράθυρων με δυνατότητα ελέγχου της διαπερατότητας σε υπέρυθρη (θερμότητα) και ορατή (φως) ακτινοβολία. Ηλεκτροχρωμικά Παράθυρα

3 Αρχή Λειτουργίας Ηλεκτροχρωμικών Παράθυρων Με εφαρμογή αρνητικού ηλεκτρικού δυναμικού μερικών Volt, ιόντα Li + που βρίσκονται στον ηλεκτρολύτη εισέρχονται στο WO 3, χρωματίζοντας το μπλε. Με αντιστροφή της εφαρμοζόμενης τάσης, αντιστρέφεται η φορά κίνησης των ιόντων με αποτέλεσμα τον αποχρωματισμό της διάταξης.

4 Ηλεκτροχρωμικά Πλεονεκτήματα Δεν εμποδίζουν την ορατότητα όπως οι κουρτίνες ή οι περσίδες. Προσφέρουν έλεγχο της οπτικής όχλησης που προέρχεται από τις διάχυτες ηλιακές ακτίνες και μπορούν να συμβάλουν στη δημιουργία κατάλληλου κλίματος στο εσωτερικό χώρο των κτιρίων. Δεν έχουν κινητά μέρη και άρα ελάχιστο κόστος συντήρησης. Απαιτούν μικρή κατανάλωση ενέργειας. Εμποδίζουν την είσοδο τόσο της άμεσης όσο και της διάχυτης ηλιακής ακτινοβολίας σε αντίθεση με τα παθητικά συστήματα σκίασης και προσφέρουν δυνατότητα καλύτερης χρήσης του φυσικού φωτός ελαττώνοντας το κόστος για τεχνητό φωτισμό. Κόστος. Mέγεθος. Μειονεκτήματα

5 Προκλήσεις Χαμηλό Κόστος Διάρκεια Ζωής Ανάπτυξη Καινοτόμων Ηλεκτροχρωμικών επιστρώσεων Χημική Εναπόθεση μέσω Ατμών

6 Αντιδραστήρας Χημικής Εναπόθεσης μέσω Ατμών O 2 N 2 Αντιδραστήρας Δοχείο Ελεγκτές ρυθμού ροής N 2 and O 2 Ελεγκτές Θερμοκρασίας

7 Current density (ma cm -2 ) Εξαγωγή +1 V -1 V Εισαγωγή Ιδιότητες Επιστρώσεων Εξαγωγή -1 V +1 V Εισαγωγή Current density (μa cm -2 ) -1 V Εξαγωγή Time (sec) V Εξαγωγή -1 V +1 V Εισαγωγή Εισαγωγή Voltage (V) 1 scan 250 scans 500 scans

8 Απόδοση Χρωματισμού 100 Χρωματισμός Αποχρωματισμός Transmittance (%) Αποχρωματισμός Wavelength (nm) Χρωματισμός n = cm 2 C -1 στα 670 nm

9 Ηλεκτροχρωμική Διάταξη

10 Μετρήσεις

11 Εργασία για την Ολοκλήρωση του Υποέργου Καθορισμός Συνθηκών Εναπόθεσης Επιστρώσεων WO 3 Μελέτη Χαρακτηριστικών Ηλεκτροχρωμικών Διατάξεων Βελτιστοποίηση Απόδοσης Διατάξεων

12 Μέλη της Ομάδας Μόνιμο Προσωπικό Κ. Σαββάκης, Ε. Κουδουμάς, Ν. Κατσαράκης, Δ. Δαβάζογλου, M.E. Pemble Ερευνητές Δ. Βερνάρδου, Ε. Σπανάκης, Γ. Παπαδημητρόπουλος PhD φοιτητής MSc φοιτητής Δ. Λουλουδάκης Κ. Ψηφής

13 Δημοσιεύσεις 1) D. Vernardou, M. Apostolopoulou, D. Louloudakis, N. Katsarakis, E. Koudoumas, Hydrothermal growth and characterization of shape-controlled NH 4 V 3 O 8, New Journal of Chemistry 38, 2098 (2014). 2) D. Vernardou, M. Apostolopoulou, D. Louloudakis, N. Katsarakis, E. Koudoumas, Hydrothermally grown β-v 2 O 5 electrode at 95 o C, Journal of Colloid and Interface Science 424, 1 (2014). 3) K. Psifis, D. Louloudakis, D. Vernardou, E. Spanakis, G. Papadimitropoulos, D. Davazoglou, N. Katsarakis, E Koudoumas, Effect of O 2 flow rate on the electrochromic response of WO 3 grown by LPCVD, Physica Status Solidi C 12, 1011 (2015). 4) D. Vernardou, K. Psifis, D. Louloudakis, G. Papadimitropoulos, D. Davazoglou, N. Katsarakis, E. Koudoumas, Low Pressure CVD of Electrochromic WO 3 at 400 C, Journal of the Electrochemical Society 162, H579 (2015). 5) K. Christou, D. Louloudakis, D. Vernardou, C. Savvakis, N. Katsarakis, E. Koudoumas, G. Kiriakidis, Effect of solution chemistry on the characteristics of hydrothermally grown WO 3 for electroactive applications doi: /j.tsf (2015). 6) M. Apostolopoulou, D. Louloudakis, D. Vernardou, N. Katsarakis, E. Koudoumas, G. Kiriakidis, Study of the ph effect on the properties of the hydrothermally grown V 2 O 5 doi: /j.tsf (2015).

14 Ευχαριστίες Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος "Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση", Πράξη Αρχιμήδης ΙΙΙ, και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους (Εθνικό Στρατηγικό Πλαίσιο Αναφοράς )".