L-enerġija, bħala l-bażi materjali għall-progress taċ-ċivilizzazzjoni umana, dejjem kellha rwol importanti. Hija garanzija indispensabbli għall-iżvilupp tas-soċjetà umana. Flimkien mal-ilma, l-arja u l-ikel, tikkostitwixxi l-kundizzjonijiet neċessarji għas-sopravivenza tal-bniedem u taffettwa direttament il-ħajja tal-bniedem.

L-iżvilupp tal-industrija tal-enerġija għadda minn żewġ trasformazzjonijiet ewlenin mill-"era" tal-ħatab għall-"era" tal-faħam, u mbagħad mill-"era" tal-faħam għall-"era" taż-żejt. Issa beda jinbidel mill-"era" taż-żejt għall-"era" tal-bidla fl-enerġija rinnovabbli.

Mill-faħam bħala s-sors ewlieni fil-bidu tas-seklu 19 saż-żejt bħala s-sors ewlieni f'nofs is-seklu 20, il-bnedmin użaw l-enerġija fossili fuq skala kbira għal aktar minn 200 sena. Madankollu, l-istruttura globali tal-enerġija ddominata mill-enerġija fossili tagħmilha mhijiex 'il bogħod mit-tnaqqis tal-enerġija fossili.

It-tliet trasportaturi ekonomiċi tradizzjonali tal-enerġija fossili rappreżentati mill-faħam, iż-żejt u l-gass naturali se jiġu eżawriti malajr fis-seklu l-ġdid, u fil-proċess tal-użu u l-kombustjoni, se jikkawżaw ukoll l-effett serra, jiġġeneraw ammont kbir ta' sustanzi li jniġġsu, u jniġġsu l-ambjent.

Għalhekk, huwa imperattiv li titnaqqas id-dipendenza fuq l-enerġija fossili, tinbidel l-istruttura eżistenti tal-użu irrazzjonali tal-enerġija, u li titfittex enerġija rinnovabbli ġdida nadifa u ħielsa mit-tniġġis.

Fil-preżent, l-enerġija rinnovabbli tinkludi prinċipalment l-enerġija mir-riħ, l-enerġija tal-idroġenu, l-enerġija solari, l-enerġija tal-bijomassa, l-enerġija tal-marea u l-enerġija ġeotermali, eċċ., u l-enerġija mir-riħ u l-enerġija solari huma ċentri ta' riċerka attwali madwar id-dinja.

Madankollu, għadu relattivament diffiċli li tinkiseb konverżjoni u ħażna effiċjenti ta' diversi sorsi ta' enerġija rinnovabbli, u b'hekk jagħmilha diffiċli li dawn jintużaw b'mod effettiv.

F'dan il-każ, sabiex jiġi realizzat l-użu effettiv tal-enerġija rinnovabbli ġdida mill-bnedmin, huwa meħtieġ li tiġi żviluppata teknoloġija ġdida konvenjenti u effiċjenti għall-ħażna tal-enerġija, li hija wkoll punt ta' importanza fir-riċerka soċjali attwali.

Fil-preżent, il-batteriji tal-jone tal-litju, bħala waħda mill-aktar batteriji sekondarji effiċjenti, intużaw ħafna f'diversi apparati elettroniċi, trasport, aerospazjali u oqsma oħra. , il-prospetti għall-iżvilupp huma aktar diffiċli.

Il-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi tas-sodju u l-litju huma simili, u għandu effett ta' ħażna tal-enerġija. Minħabba l-kontenut rikk tiegħu, id-distribuzzjoni uniformi tas-sors tas-sodju, u l-prezz baxx, jintuża fit-teknoloġija tal-ħażna tal-enerġija fuq skala kbira, li għandha l-karatteristiċi ta' spiża baxxa u effiċjenza għolja.

Il-materjali tal-elettrodi pożittivi u negattivi tal-batteriji tal-jone tas-sodju jinkludu komposti tal-metall ta' transizzjoni f'saffi, polianjoni, fosfati tal-metall ta' transizzjoni, nanopartiċelli b'qalba u qoxra, komposti tal-metall, karbonju iebes, eċċ.

Bħala element b'riżervi estremament abbundanti fin-natura, il-karbonju huwa irħis u faċli biex jinkiseb, u kiseb ħafna rikonoxximent bħala materjal anodiku għall-batteriji tal-jone tas-sodju.

Skont il-grad ta' grafitizzazzjoni, il-materjali tal-karbonju jistgħu jinqasmu f'żewġ kategoriji: karbonju grafitiku u karbonju amorfu.

Il-karbonju iebes, li jappartjeni għall-karbonju amorfu, juri kapaċità speċifika ta' ħażna tas-sodju ta' 300mAh/g, filwaqt li l-materjali tal-karbonju b'grad ogħla ta' grafitizzazzjoni huma diffiċli biex jintlaħqu bl-użu kummerċjali minħabba l-erja tal-wiċċ kbira tagħhom u l-ordni qawwija.

Għalhekk, materjali tal-karbonju iebes mhux tal-grafita jintużaw prinċipalment fir-riċerka prattika.

Sabiex tittejjeb aktar il-prestazzjoni tal-materjali tal-anodu għall-batteriji tal-jone tas-sodju, l-idrofiliċità u l-konduttività tal-materjali tal-karbonju jistgħu jittejbu permezz ta' doping jew taħlit tal-joni, li jistgħu jtejbu l-prestazzjoni tal-ħażna tal-enerġija tal-materjali tal-karbonju.

Bħala l-materjal tal-elettrodu negattiv tal-batterija tal-jone tas-sodju, il-komposti tal-metall huma prinċipalment karburi u nitridi tal-metall bidimensjonali. Minbarra l-karatteristiċi eċċellenti tal-materjali bidimensjonali, jistgħu mhux biss jaħżnu joni tas-sodju permezz ta' adsorbiment u interkalazzjoni, iżda wkoll jingħaqdu mas-sodju. Il-kombinazzjoni ta' joni tiġġenera kapaċitanza għall-ħażna tal-enerġija permezz ta' reazzjonijiet kimiċi, u b'hekk ittejjeb ħafna l-effett tal-ħażna tal-enerġija.

Minħabba l-ispiża għolja u d-diffikultà biex jinkisbu komposti tal-metall, il-materjali tal-karbonju għadhom il-materjali ewlenin tal-anodu għall-batteriji tal-jone tas-sodju.

Iż-żieda fil-komposti tal-metalli ta' transizzjoni f'saffi hija wara l-iskoperta tal-grafene. Fil-preżent, il-materjali bidimensjonali użati fil-batteriji tal-jone tas-sodju jinkludu prinċipalment NaxMO4, NaxCoO4, NaxMnO4, NaxVO4, NaxFeO4 f'saffi bbażati fuq is-sodju.

Materjali ta' elettrodi pożittivi polianjoniċi ntużaw għall-ewwel darba f'elettrodi pożittivi tal-batteriji tal-jone tal-litju, u aktar tard intużaw f'batteriji tal-jone tas-sodju. Materjali rappreżentattivi importanti jinkludu kristalli tal-olivina bħal NaMnPO4 u NaFePO4.

Il-fosfat tal-metall ta' transizzjoni oriġinarjament intuża bħala materjal ta' elettrodu pożittiv fil-batteriji tal-jone tal-litju. Il-proċess ta' sinteżi huwa relattivament matur u hemm ħafna strutturi kristallini.

Il-fosfat, bħala struttura tridimensjonali, jibni struttura ta' qafas li twassal għad-deinterkalazzjoni u l-interkalazzjoni tal-joni tas-sodju, u mbagħad jikseb batteriji tal-jone tas-sodju b'prestazzjoni eċċellenti tal-ħażna tal-enerġija.

Il-materjal tal-istruttura tal-qalba-qoxra huwa tip ġdid ta' materjal anodiku għall-batteriji tas-sodju-jone li ħareġ biss fis-snin riċenti. Ibbażat fuq il-materjali oriġinali, dan il-materjal kiseb struttura vojta permezz ta' disinn strutturali exquisite.

L-aktar materjali komuni tal-istruttura tal-qalba-qoxra jinkludu nanokubi vojta mis-selenur tal-kobalt, nanosferi tas-sodju vanadat b'qalba-qoxra ko-doped bil-Fe-N, nanosferi porużi tal-ossidu tal-landa vojta mill-karbonju u strutturi vojta oħra.

Minħabba l-karatteristiċi eċċellenti tiegħu, flimkien mal-istruttura maġika vojta u poruża, aktar attività elettrokimika hija esposta għall-elettrolit, u fl-istess ħin, tippromwovi wkoll ħafna l-mobilità tal-joni tal-elettrolit biex tikseb ħażna effiċjenti tal-enerġija.

L-enerġija rinnovabbli globali qed tkompli tiżdied, u b'hekk tippromwovi l-iżvilupp tat-teknoloġija tal-ħażna tal-enerġija.

Fil-preżent, skont metodi differenti ta' ħażna tal-enerġija, din tista' tinqasam f'ħażna fiżika tal-enerġija u ħażna tal-enerġija elettrokimika.

Il-ħażna tal-enerġija elettrokimika tissodisfa l-istandards ta' żvilupp tat-teknoloġija l-ġdida tal-ħażna tal-enerġija tal-lum minħabba l-vantaġġi tagħha ta' sikurezza għolja, spiża baxxa, użu flessibbli, u effiċjenza għolja.

Skont proċessi differenti ta' reazzjoni elettrokimika, is-sorsi tal-enerġija tal-ħażna tal-enerġija elettrokimika jinkludu prinċipalment superkapaċitaturi, batteriji taċ-ċomb-aċidu, batteriji tal-enerġija tal-fjuwil, batteriji tan-nikil-metall idrid, batteriji tas-sodju-kubrit, u batteriji tal-jone tal-litju.

Fit-teknoloġija tal-ħażna tal-enerġija, il-materjali tal-elettrodi flessibbli ġibdu l-interessi tar-riċerka ta' ħafna xjentisti minħabba d-diversità tad-disinn, il-flessibbiltà, l-ispiża baxxa u l-karatteristiċi tal-protezzjoni ambjentali tagħhom.

Il-materjali tal-karbonju għandhom stabbiltà termokimika speċjali, konduttività elettrika tajba, saħħa għolja, u proprjetajiet mekkaniċi mhux tas-soltu, li jagħmluhom elettrodi promettenti għal batteriji tal-jone tal-litju u batteriji tal-jone tas-sodju.

Is-superkapaċitaturi jistgħu jiġu ċċarġjati u skarikati malajr taħt kundizzjonijiet ta' kurrent għoli, u għandhom ħajja taċ-ċiklu ta' aktar minn 100,000 darba. Huma tip ġdid ta' provvista ta' enerġija għall-ħażna tal-enerġija elettrokimika speċjali bejn il-kapaċitaturi u l-batteriji.

Is-superkapaċitaturi għandhom il-karatteristiċi ta' densità għolja ta' qawwa u rata għolja ta' konverżjoni tal-enerġija, iżda d-densità tal-enerġija tagħhom hija baxxa, huma suxxettibbli għal awto-skarika, u huma suxxettibbli għal tnixxija ta' elettroliti meta jintużaw ħażin.

Għalkemm iċ-ċellula tal-enerġija tal-fjuwil għandha l-karatteristiċi li ma għandhiex iċċarġjar, kapaċità kbira, kapaċità speċifika għolja u firxa wiesgħa ta' qawwa speċifika, it-temperatura operattiva għolja tagħha, il-prezz għoli tal-ispiża, u l-effiċjenza baxxa tal-konverżjoni tal-enerġija jagħmluha disponibbli biss fil-proċess ta' kummerċjalizzazzjoni. Użata f'ċerti kategoriji.

Il-batteriji taċ-ċomb-aċidu għandhom il-vantaġġi ta' spiża baxxa, teknoloġija matura, u sigurtà għolja, u ntużaw ħafna fi stazzjonijiet bażi tas-sinjali, roti elettriċi, karozzi, u ħażna tal-enerġija tal-grilja. Bordijiet qosra bħal dawk li jniġġsu l-ambjent ma jistgħux jissodisfaw ir-rekwiżiti u l-istandards dejjem ogħla għall-batteriji tal-ħażna tal-enerġija.

Il-batteriji Ni-MH għandhom il-karatteristiċi ta' versatilità qawwija, valur kalorifiku baxx, kapaċità kbira ta' monomeru, u karatteristiċi ta' skariku stabbli, iżda l-piż tagħhom huwa relattivament kbir, u hemm ħafna problemi fil-ġestjoni tas-serje tal-batteriji, li jistgħu faċilment iwasslu għat-tidwib ta' separaturi ta' batterija waħda.