开发绿色高效储能设备对实现可持续发展有重要意义。电致变色储能器件（EESD）具有电致变色和能量存储的双重功能，可以利用器件颜色实时显示能量的存储情况。水系多价离子（特别是Al³⁺）由于其多电子氧化还原性质以及安全性，引起了广泛的关注。然而，缺乏相互匹配的阴极和阳极电致变色材料，限制了铝离子电致变色电池光学对比度和循环寿命。

近日，上海科技大学刘巍课题组报道了具有开放结构的铌钨氧材料（Nb₁₈W₁₆O₉₃）可以实现Al³⁺的可逆插入/提取，设计了一种全新的互补电致变色储能器件（CEESD），以Nb₁₈W₁₆O₉₃为阳极，普鲁士蓝（PB）为阴极，利用混合Al³⁺/K⁺水系电解液双离子协同效应，实现快速响应、高容量和高着色效率。

首先，通过一系列表征，证明了Nb₁₈W₁₆O₉₃可以作为铝离子电池的负极材料。其在AlCl₃水系电解液中表现出了卓越的性能。其次，将高性能的Nb₁₈W₁₆O₉₃负极材料与PB正极材料相匹配，组装Nb₁₈W₁₆O₉₃/PB CEESD，使用Al³⁺/K⁺混合电解液，表现出快速响应（着色时间tc= 1.8秒，褪色时间tb= 2.0秒）、高着色效率（η~98.81 cm²/C）和良好的循环稳定性（700次循环后保持率为94.68%）。充电过程中，离子从PB电极中提取并嵌入到Nb₁₈W₁₆O₉₃电极中，两个电极都呈现着色状态。再通过对体系施加反向电压，离子从Nb₁₈W₁₆O₉₃电极中脱出并嵌入到PB电极中，呈现褪色状态。

实验和DFT计算证明了Al³⁺和K⁺分别选择性地插入/提取到Nb₁₈W₁₆O₉₃和PB电极中。Al³⁺/K⁺双离子在Nb₁₈W₁₆O₉₃和PB电极中的协同作用促进了更优异的电致变色性能的实现。本研究为高性能、低成本且更具可持续性的电致变色电池提供了一种有效策略。