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

L-iżvilupp tal-industrija tal-enerġija għadda minn żewġ trasformazzjonijiet kbar mill-"era" tal-ħatab għall-"era" tal-faħam, u mbagħad mill-"era" tal-faħam għall-"era" taż-żejt.Issa bdiet tinbidel mill-"era" taż-żejt għall-"era" tal-bidla tal-enerġija rinnovabbli.

Mill-faħam bħala s-sors ewlieni fil-bidu tas-seklu 19 għaż-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 tal-enerġija globali ddominata mill-enerġija fossili tagħmilha m'għadhiex 'il bogħod mit-tnaqqis tal-enerġija fossili.

It-tliet trasportaturi ekonomiċi tal-enerġija fossili tradizzjonali rappreżentati mill-faħam, iż-żejt u l-gass naturali se jiġu eżawriti malajr fis-seklu l-ġdid, u fil-proċess ta 'użu u 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 tal-enerġija irrazzjonali, u tfittex enerġija rinnovabbli ġdida nadifa u ħielsa mit-tniġġis.

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

Madankollu, għadu relattivament diffiċli li tinkiseb konverżjoni u ħażna effiċjenti ta 'diversi sorsi ta' enerġija rinnovabbli, u b'hekk tagħmilha diffiċli biex jiġu utilizzati b'mod effettiv.

F'dan il-każ, sabiex tirrealizza l-użu effettiv ta 'enerġija rinnovabbli ġdida mill-bnedmin, huwa meħtieġ li tiġi żviluppata teknoloġija ġdida ta' ħażna ta 'enerġija konvenjenti u effiċjenti, li hija wkoll post sħun fir-riċerka soċjali attwali.

Fil-preżent, batteriji tal-jone tal-litju, bħala waħda mill-batteriji sekondarji l-aktar 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 ta' enerġija.Minħabba l-kontenut għani tiegħu, id-distribuzzjoni uniformi tas-sors tas-sodju, u l-prezz baxx, huwa użat 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 ta 'metall ta' transizzjoni f'saffi, polyanions, fosfati ta 'metall ta' transizzjoni, nanopartiċelli tal-qalba tal-qoxra, komposti tal-metall, karbonju iebes, eċċ.

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

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

Karbonju iebes, li jappartjeni għal karbonju amorfu, juri kapaċità speċifika għall-ħażna tas-sodju ta '300mAh/g, filwaqt li materjali tal-karbonju bi grad ogħla ta' grafitizzazzjoni huma diffiċli biex jilħqu l-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-anodi għall-batteriji tal-jone tas-sodju, l-idrofiliċità u l-konduttività tal-materjali tal-karbonju jistgħu jittejbu permezz ta 'doping tal-jone jew kompost, 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 nitruri tal-metall bidimensjonali.Minbarra l-karatteristiċi eċċellenti ta 'materjali bidimensjonali, jistgħu mhux biss jaħżnu joni tas-sodju permezz ta' adsorbiment u interkalazzjoni, iżda wkoll jikkombinaw mas-sodju Il-kombinazzjoni ta 'joni tiġġenera capacitance permezz ta' reazzjonijiet kimiċi għall-ħażna tal-enerġija, u b'hekk ittejjeb ħafna l-effett tal-ħażna tal-enerġija.

Minħabba l-ispiża għolja u d-diffikultà fil-kisba ta 'komposti tal-metall, il-materjali tal-karbonju għadhom il-materjali ewlenin tal-anodi għall-batteriji tal-jone tas-sodju.

Iż-żieda ta 'komposti ta' metall 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 b'saffi bbażati fuq is-sodju, NaxCoO4, NaxMnO4, NaxVO4, NaxFeO4, eċċ.

Materjali ta 'elettrodu pożittiv polianjoniku l-ewwel intużaw f'elettrodi pożittivi tal-batterija tal-jone tal-litju, u aktar tard intużaw f'batteriji tal-jone tas-sodju.Materjali rappreżentattivi importanti jinkludu kristalli taż-żebbuġa bħal NaMnPO4 u NaFePO4.

Il-fosfat tal-metall ta 'tranżizzjoni kien oriġinarjament użat bħala materjal ta' elettrodu pożittiv f'batteriji tal-jone tal-litju.Il-proċess ta 'sintesi huwa relattivament matur u hemm ħafna strutturi tal-kristall.

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

Il-materjal tal-istruttura tal-qalba tal-qoxra huwa tip ġdid ta 'materjal tal-anodu għal batteriji tal-jone tas-sodju li ħareġ biss f'dawn l-aħħar snin.Ibbażat fuq il-materjali oriġinali, dan il-materjal kiseb struttura vojta permezz ta 'disinn strutturali exquisite.

Il-materjali tal-istruttura tal-qalba-qoxra aktar komuni jinkludu nanokubi ta 'selenide tal-kobalt vojta minn ġewwa, nanosferi ta' vanadate tas-sodju tal-qalba-qoxra tas-sodju ko-doped Fe-N, nanosferi tal-ossidu tal-landa vojta tal-karbonju poruż u strutturi vojta oħra.

Minħabba l-karatteristiċi eċċellenti tiegħu, flimkien ma 'l-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 tinkiseb ħażna effiċjenti tal-enerġija.

L-enerġija rinnovabbli globali tkompli tiżdied, tippromwovi l-iżvilupp tat-teknoloġija tal-ħażna tal-enerġija.

Fil-preżent, skond metodi ta ' ħażna ta ' enerġija differenti, jista ' jinqasam f ' ħażna ta ' enerġija fiżika u ħażna ta ' enerġija elettrokimika.

Il-ħażna tal-enerġija elettrokimika tilħaq l-istandards tal-iżvilupp tat-teknoloġija ġdida tal-ħażna tal-enerġija tal-lum minħabba l-vantaġġi tagħha ta 'sikurezza għolja, prezz baxx, użu flessibbli u effiċjenza għolja.

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

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

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

Supercapacitors 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 ta 'enerġija elettrokimika speċjali bejn capacitors u batteriji.

Supercapacitors għandhom il-karatteristiċi ta 'densità ta' enerġija għolja u rata ta 'konverżjoni ta' enerġija għolja, iżda d-densità tal-enerġija tagħhom hija baxxa, huma suxxettibbli għal awto-kwittanza, u huma suxxettibbli għal tnixxija ta 'elettroliti meta jintużaw b'mod mhux xieraq.

Għalkemm iċ-ċellula tal-enerġija tal-karburant għandha l-karatteristiċi ta 'l-ebda iċċarġjar, kapaċità kbira, kapaċità speċifika għolja u firxa wiesgħa ta' enerġija speċifika, it-temperatura operattiva għolja tagħha, prezz għoli ta 'spiża, u effiċjenza baxxa ta' konverżjoni tal-enerġija jagħmluha disponibbli biss fil-proċess ta 'kummerċjalizzazzjoni.użati 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 li jniġġsu l-ambjent ma jistgħux jissodisfaw ir-rekwiżiti u l-istandards dejjem aktar ogħla għall-batteriji tal-ħażna tal-enerġija.

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