Énergi, salaku dasar matéri pikeun kamajuan peradaban manusa, salawasna maénkeun peran anu penting. Éta mangrupikeun jaminan anu teu tiasa dipisahkeun pikeun kamekaran masarakat manusa. Babarengan sareng cai, hawa, sareng tuangeun, éta ngawangun kaayaan anu diperyogikeun pikeun salametna manusa sareng langsung mangaruhan kahirupan manusa.

Kamekaran industri énergi parantos ngalaman dua transformasi utama ti "jaman" kai bakar ka "jaman" batu bara, teras ti "jaman" batu bara ka "jaman" minyak. Ayeuna parantos mimiti robih ti "jaman" minyak ka "jaman" parobahan énergi terbarukan.

Ti batu bara salaku sumber utama dina awal abad ka-19 dugi ka minyak salaku sumber utama dina pertengahan abad ka-20, manusa parantos nganggo énergi fosil dina skala ageung salami langkung ti 200 taun. Nanging, struktur énergi global anu didominasi ku énergi fosil ngajantenkeun éta henteu jauh deui tina béakna énergi fosil.

Tilu pamawa ékonomi énergi fosil tradisional anu diwakilan ku batu bara, minyak bumi, sareng gas alam bakal gancang béak dina abad anyar, sareng dina prosés panggunaan sareng durukan, éta ogé bakal nyababkeun éfék rumah kaca, ngahasilkeun seueur polutan, sareng ngotoran lingkungan.

Ku kituna, penting pisan pikeun ngirangan gumantungna kana énergi fosil, ngarobih struktur panggunaan énergi anu teu rasional anu tos aya, sareng milarian énergi terbarukan énggal anu bersih sareng bébas polusi.

Ayeuna, énergi terbarukan utamina ngawengku énergi angin, énergi hidrogén, énergi surya, énergi biomassa, énergi pasang surut sareng énergi panas bumi, jsb., sareng énergi angin sareng énergi surya mangrupikeun titik panas panalungtikan ayeuna di sakumna dunya.

Nanging, masih kawilang hésé pikeun ngahontal konvérsi sareng panyimpenan anu efisien tina rupa-rupa sumber énergi anu tiasa dianyarikeun, sahingga hésé pikeun ngamangpaatkeunana sacara efektif.

Dina hal ieu, pikeun ngawujudkeun panggunaan énergi terbarukan anyar sacara efektif ku manusa, perlu pikeun ngembangkeun téknologi panyimpenan énergi anyar anu merenah sareng efisien, anu ogé janten titik panas dina panalungtikan sosial ayeuna.

Ayeuna, batré litium-ion, salaku salah sahiji batré sekundér anu paling efisien, parantos seueur dianggo dina rupa-rupa alat éléktronik, transportasi, aerospace sareng widang sanésna. , prospek pikeun pamekaran langkung sesah.

Sipat fisik sareng kimia natrium sareng litium sami, sareng gaduh pangaruh panyimpenan énergi. Kusabab eusina anu beunghar, distribusi sumber natrium anu seragam, sareng hargana anu murah, éta dianggo dina téknologi panyimpenan énergi skala ageung, anu gaduh ciri biaya rendah sareng efisiensi anu luhur.

Bahan éléktroda positif sareng négatif tina batré ion natrium kalebet sanyawa logam transisi berlapis, polianion, fosfat logam transisi, nanopartikel cangkang inti, sanyawa logam, karbon teuas, jsb.

Salaku unsur anu mibanda cadangan anu loba pisan di alam, karbon téh murah sareng gampang didapet, sareng parantos kéngingkeun seueur pangakuan salaku bahan anoda pikeun batré natrium-ion.

Numutkeun tingkat grafitisasi, bahan karbon tiasa dibagi kana dua kategori: karbon grafit sareng karbon amorf.

Karbon teuas, anu kagolong kana karbon amorf, némbongkeun kapasitas spésifik panyimpenan natrium 300mAh/g, sedengkeun bahan karbon kalayan tingkat grafitisasi anu langkung luhur hésé dicumponan pikeun panggunaan komérsial kusabab luas permukaan anu ageung sareng tatanan anu kuat.

Ku kituna, bahan karbon teuas non-grafit utamina dianggo dina panalungtikan praktis.

Dina raraga ningkatkeun kinerja bahan anoda pikeun batré natrium-ion, hidrofilisitas sareng konduktivitas bahan karbon tiasa ditingkatkeun ku cara doping atanapi compounding ion, anu tiasa ningkatkeun kinerja panyimpenan énergi bahan karbon.

Salaku bahan éléktroda négatip tina batré ion natrium, sanyawa logam utamina nyaéta karbida logam dua diménsi sareng nitrida. Salian ti ciri anu saé tina bahan dua diménsi, éta henteu ngan ukur tiasa nyimpen ion natrium ku adsorpsi sareng interkalasi, tapi ogé ngahiji sareng natrium. Kombinasi ion ngahasilkeun kapasitansi ngaliwatan réaksi kimia pikeun panyimpenan énergi, sahingga ningkatkeun pisan pangaruh panyimpenan énergi.

Kusabab biaya anu mahal sareng héséna dina kéngingkeun sanyawa logam, bahan karbon masih janten bahan anoda utama pikeun batré natrium-ion.

Munculna sanyawa logam transisi berlapis lumangsung saatos kapanggihna graphene. Ayeuna, bahan dua diménsi anu dianggo dina batré ion natrium utamina kalebet NaxMO4 berlapis dumasar natrium, NaxCoO4, NaxMnO4, NaxVO4, NaxFeO4, jsb.

Bahan éléktroda positif polianionik mimitina dianggo dina éléktroda positif batré litium-ion, teras engké dianggo dina batré natrium-ion. Bahan anu penting pikeun ngagambarkeun kalebet kristal olivin sapertos NaMnPO4 sareng NaFePO4.

Fosfat logam transisi mimitina dianggo salaku bahan éléktroda positif dina batré ion litium. Prosés sintésisna relatif asak sareng aya seueur struktur kristal.

Fosfat, salaku struktur tilu diménsi, ngawangun struktur kerangka anu kondusif pikeun deinterkalasi sareng interkalasi ion natrium, teras kéngingkeun batré ion natrium kalayan kinerja panyimpenan énergi anu saé.

Bahan struktur cangkang inti mangrupikeun jinis bahan anoda énggal pikeun batré ion natrium anu nembé muncul dina sababaraha taun ka pengker. Dumasar kana bahan aslina, bahan ieu parantos ngahontal struktur kosong ngalangkungan desain struktural anu saé pisan.

Bahan struktur cangkang inti anu langkung umum kalebet nanokubus kobalt selenida berongga, nanosfer natrium vanadat cangkang inti anu didoping babarengan ku Fe-N, nanosfer oksida timah berongga karbon berongga, sareng struktur berongga anu sanésna.

Kusabab ciri-cirina anu saé pisan, digabungkeun sareng struktur magis anu kosong sareng keropos, langkung seueur aktivitas éléktrokimia anu kakeunaan éléktrolit, sareng dina waktos anu sami, éta ogé ningkatkeun mobilitas ion éléktrolit pikeun ngahontal panyimpenan énergi anu efisien.

Énergi terbarukan global terus ningkat, ngadorong kamekaran téknologi panyimpenan énergi.

Ayeuna, numutkeun rupa-rupa metode panyimpenan énergi, éta tiasa dibagi kana panyimpenan énergi fisik sareng panyimpenan énergi éléktrokimia.

Panyimpenan énergi éléktrokimia nyumponan standar pamekaran téknologi panyimpenan énergi anyar ayeuna kusabab kaunggulanana nyaéta kaamanan anu luhur, biaya anu murah, panggunaan anu fléksibel, sareng efisiensi anu luhur.

Numutkeun rupa-rupa prosés réaksi éléktrokimia, sumber daya panyimpen énergi éléktrokimia utamina kalebet superkapasitor, batré timbal-asam, batré daya bahan bakar, batré nikel-logam hidrida, batré natrium-walirang, sareng batré litium-ion.

Dina téknologi panyimpenan énergi, bahan éléktroda fléksibel parantos narik minat panalungtikan seueur élmuwan kusabab rupa-rupa desain, kalenturan, biaya anu murah, sareng karakteristik panyalindungan lingkungan.

Bahan karbon mibanda stabilitas termokimia husus, konduktivitas listrik anu saé, kakuatan anu luhur, sareng sipat mékanis anu teu biasa, ngajantenkeun éta éléktroda anu ngajangjikeun pikeun batré litium-ion sareng batré natrium-ion.

Superkapasitor tiasa gancang dicas sareng dikosongkeun dina kaayaan arus anu luhur, sareng gaduh siklus hirup langkung ti 100.000 kali. Éta mangrupikeun jinis catu daya panyimpen énergi éléktrokimia khusus anyar antara kapasitor sareng batré.

Superkapasitor mibanda ciri kapadetan daya anu luhur sareng laju konvérsi énergi anu luhur, tapi kapadetan énergina rendah, rentan ka ngosongkeun diri, sareng rentan ka bocor éléktrolit nalika dianggo kalayan teu leres.

Sanaos sél daya bahan bakar gaduh ciri-ciri henteu ngecas, kapasitas ageung, kapasitas spésifik anu luhur sareng rentang daya spésifik anu lega, suhu operasi anu luhur, harga biaya anu luhur, sareng efisiensi konvérsi énergi anu handap ngajantenkeun éta ngan sayogi dina prosés komersialisasi. dianggo dina kategori-kategori tertentu.

Batré timbal-asam mibanda kaunggulan nyaéta hargana murah, téknologina geus maju, sarta kaamananana luhur, sarta geus loba dipaké di stasiun pangkalan sinyal, sapédah listrik, mobil, jeung panyimpenan énergi jaringan. Papan pondok saperti ngotoran lingkungan teu bisa minuhan sarat jeung standar anu beuki luhur pikeun batré panyimpenan énergi.

Batré Ni-MH mibanda ciri-ciri versatility anu kuat, nilai kalor anu handap, kapasitas monomer anu ageung, sareng karakteristik debit anu stabil, tapi beuratna relatif ageung, sareng aya seueur masalah dina manajemen séri batré, anu tiasa kalayan gampang nyababkeun leburna pamisah batré tunggal.