Energi, minangka basis materi kanggo kemajuan peradaban manungsa, tansah nduweni peran penting. Iki minangka jaminan sing ora bisa dipisahake kanggo pangembangan masyarakat manungsa. Bebarengan karo banyu, udara, lan panganan, iki minangka syarat sing dibutuhake kanggo kaslametané manungsa lan langsung mengaruhi urip manungsa.

Pangembangan industri energi wis ngalami rong transformasi utama saka "jaman" kayu bakar menyang "jaman" batu bara, banjur saka "jaman" batu bara menyang "jaman" lenga. Saiki wis wiwit owah saka "jaman" lenga menyang "jaman" owah-owahan energi terbarukan.

Saka batu bara minangka sumber utama ing awal abad kaping 19 nganti lenga minangka sumber utama ing pertengahan abad kaping 20, manungsa wis nggunakake energi fosil kanthi skala gedhe sajrone luwih saka 200 taun. Nanging, struktur energi global sing didominasi dening energi fosil ndadekake ora adoh saka penyusutan energi fosil.

Telung operator ekonomi energi fosil tradisional sing diwakili dening batu bara, lenga, lan gas alam bakal cepet entek ing abad anyar, lan sajrone proses panggunaan lan pembakaran, uga bakal nyebabake efek omah kaca, ngasilake akeh polutan, lan ngrusak lingkungan.

Mulane, penting banget kanggo ngurangi katergantungan marang energi fosil, ngganti struktur panggunaan energi sing ora rasional sing wis ana, lan nggoleki energi terbarukan anyar sing resik lan bebas polusi.

Saiki, energi terbarukan utamane kalebu energi angin, energi hidrogen, energi surya, energi biomassa, energi pasang surut lan energi panas bumi, lan liya-liyane, lan energi angin lan energi surya minangka hotspot riset saiki ing saindenging jagad.

Nanging, isih relatif angel kanggo nggayuh konversi lan panyimpenan maneka warna sumber energi terbarukan sing efisien, saengga angel digunakake kanthi efektif.

Ing kasus iki, kanggo nggayuh panggunaan energi terbarukan anyar sing efektif dening manungsa, perlu dikembangake teknologi panyimpenan energi anyar sing trep lan efisien, sing uga dadi topik panas ing riset sosial saiki.

Saiki, baterei lithium-ion, minangka salah sawijining baterei sekunder sing paling efisien, wis digunakake sacara wiyar ing macem-macem piranti elektronik, transportasi, aerospace, lan bidang liyane. , prospek pangembangan luwih angel.

Sifat fisik lan kimia natrium lan litium iku padha, lan nduweni efek panyimpenan energi. Amarga kandungane sing sugih, distribusi sumber natrium sing seragam, lan rega sing murah, mula digunakake ing teknologi panyimpenan energi skala gedhe, sing nduweni karakteristik biaya murah lan efisiensi sing dhuwur.

Bahan elektroda positif lan negatif saka baterei ion natrium kalebu senyawa logam transisi berlapis, polianion, fosfat logam transisi, nanopartikel cangkang inti, senyawa logam, karbon keras, lan liya-liyane.

Minangka unsur kanthi cadangan alam sing akeh banget, karbon iku murah lan gampang dipikolehi, lan wis entuk akeh pangenalan minangka bahan anoda kanggo baterei ion natrium.

Miturut tingkat grafitisasi, bahan karbon bisa dipérang dadi rong kategori: karbon grafit lan karbon amorf.

Karbon atos, sing kalebu karbon amorf, nduweni kapasitas spesifik panyimpenan natrium 300mAh/g, dene bahan karbon kanthi tingkat grafitisasi sing luwih dhuwur angel digunakake sacara komersial amarga area permukaan sing gedhe lan tatanan sing kuwat.

Mulane, bahan karbon atos non-grafit utamane digunakake ing riset praktis.

Kanggo luwih ningkatake kinerja bahan anoda kanggo baterei natrium-ion, hidrofilisitas lan konduktivitas bahan karbon bisa ditingkatake kanthi cara doping utawa compounding ion, sing bisa ningkatake kinerja panyimpenan energi bahan karbon.

Minangka bahan elektroda negatif saka baterei ion natrium, senyawa logam utamane yaiku karbida lan nitrida logam rong dimensi. Saliyane karakteristik sing apik saka bahan rong dimensi, bahan kasebut ora mung bisa nyimpen ion natrium kanthi adsorpsi lan interkalasi, nanging uga bisa digabung karo natrium. Kombinasi ion ngasilake kapasitansi liwat reaksi kimia kanggo panyimpenan energi, saengga bisa ningkatake efek panyimpenan energi kanthi signifikan.

Amarga biaya sing larang lan kangelan kanggo entuk senyawa logam, bahan karbon isih dadi bahan anoda utama kanggo baterei ion natrium.

Munculé senyawa logam transisi berlapis iki sawisé ditemokaké graphene. Saiki, bahan rong dimensi sing digunakaké ing baterei ion natrium utamane kalebu NaxMO4 berlapis berbasis natrium, NaxCoO4, NaxMnO4, NaxVO4, NaxFeO4, lan liya-liyané.

Bahan elektroda positif polianionik pisanan digunakake ing elektroda positif baterei lithium-ion, lan banjur digunakake ing baterei natrium-ion. Bahan-bahan penting sing representatif kalebu kristal olivin kayata NaMnPO4 lan NaFePO4.

Fosfat logam transisi wiwitane digunakake minangka bahan elektroda positif ing baterei ion litium. Proses sintesis kasebut relatif mateng lan ana akeh struktur kristal.

Fosfat, minangka struktur telung dimensi, mbangun struktur kerangka sing kondusif kanggo deinterkalasi lan interkalasi ion natrium, banjur entuk baterei ion natrium kanthi kinerja panyimpenan energi sing apik banget.

Bahan struktur cangkang inti minangka jinis bahan anoda anyar kanggo baterei ion natrium sing mung muncul ing taun-taun pungkasan. Adhedhasar bahan asli, bahan iki wis entuk struktur bolong liwat desain struktural sing apik banget.

Bahan struktur cangkang inti sing luwih umum kalebu nanokubus kobalt selenida berongga, nanosfer natrium vanadat cangkang inti sing didoping bareng Fe-N, nanosfer oksida timah berongga karbon berongga, lan struktur berongga liyane.

Amarga karakteristike sing apik banget, ditambah karo struktur magis sing berongga lan keropos, luwih akeh aktivitas elektrokimia sing kena elektrolit, lan ing wektu sing padha, uga ningkatake mobilitas ion elektrolit kanggo entuk panyimpenan energi sing efisien.

Energi terbarukan global terus meningkat, nyengkuyung pangembangan teknologi panyimpenan energi.

Saiki, miturut macem-macem cara panyimpenan energi, bisa dipérang dadi panyimpenan energi fisik lan panyimpenan energi elektrokimia.

Panyimpenan energi elektrokimia memenuhi standar pangembangan teknologi panyimpenan energi anyar saiki amarga kaluwihane yaiku keamanan sing dhuwur, biaya sing murah, panggunaan sing fleksibel, lan efisiensi sing dhuwur.

Miturut macem-macem proses reaksi elektrokimia, sumber daya panyimpenan energi elektrokimia utamane kalebu superkapasitor, baterei timbal-asam, baterei daya bahan bakar, baterei nikel-logam hidrida, baterei natrium-sulfur, lan baterei litium-ion.

Ing teknologi panyimpenan energi, bahan elektroda fleksibel wis narik kawigaten riset akeh ilmuwan amarga maneka warna desain, fleksibilitas, biaya murah, lan karakteristik perlindungan lingkungan.

Bahan karbon nduwèni stabilitas termokimia khusus, konduktivitas listrik sing apik, kekuatan dhuwur, lan sifat mekanik sing ora biasa, saéngga dadi elektroda sing njanjeni kanggo baterei lithium-ion lan baterei natrium-ion.

Superkapasitor bisa diisi lan dikosongake kanthi cepet ing kahanan arus dhuwur, lan nduweni umur siklus luwih saka 100.000 kali. Iki minangka jinis catu daya panyimpenan energi elektrokimia khusus anyar antarane kapasitor lan baterei.

Superkapasitor nduweni ciri kapadhetan daya sing dhuwur lan tingkat konversi energi sing dhuwur, nanging kapadhetan energine kurang, gampang discharge dhewe, lan gampang bocor elektrolit nalika digunakake kanthi ora bener.

Senajan sel daya bahan bakar nduweni ciri ora perlu diisi daya, kapasitas gedhe, kapasitas spesifik dhuwur lan rentang daya spesifik sing amba, suhu operasi sing dhuwur, rega biaya sing dhuwur, lan efisiensi konversi energi sing kurang ndadekake mung kasedhiya ing proses komersialisasi. digunakake ing kategori tartamtu.

Batere timbal-asam nduweni kaluwihan biaya murah, teknologi sing wis maju, lan keamanan sing dhuwur, lan wis digunakake sacara wiyar ing stasiun pangkalan sinyal, sepeda listrik, mobil, lan panyimpenan energi jaringan. Papan cendhak kaya sing ngrusak lingkungan ora bisa memenuhi syarat lan standar sing saya dhuwur kanggo batere panyimpenan energi.

Baterei Ni-MH nduweni ciri-ciri fleksibilitas sing kuwat, nilai kalor sing kurang, kapasitas monomer sing gedhe, lan karakteristik discharge sing stabil, nanging bobote relatif gedhe, lan ana akeh masalah ing manajemen seri batere, sing bisa kanthi gampang nyebabake leleh pemisah batere tunggal.