Energio, kiel materia bazo por la progreso de la homa civilizo, ĉiam ludis gravan rolon. Ĝi estas nemalhavebla garantio por la disvolviĝo de la homa socio. Kune kun akvo, aero kaj nutraĵoj, ĝi konsistigas la necesajn kondiĉojn por homa supervivo kaj rekte influas la homan vivon.

La disvolviĝo de la energiindustrio spertis du gravajn transformiĝojn de la "epoko" de brulligno al la "epoko" de karbo, kaj poste de la "epoko" de karbo al la "epoko" de nafto. Nun ĝi komencis ŝanĝiĝi de la "epoko" de nafto al la "epoko" de renovigebla energio.

De karbo kiel ĉefa fonto komence de la 19-a jarcento ĝis nafto kiel ĉefa fonto meze de la 20-a jarcento, homoj uzis fosilian energion grandskale dum pli ol 200 jaroj. Tamen, la tutmonda energistrukturo dominata de fosilia energio igas ĝin ne plu malproksima de la malpleniĝo de fosilia energio.

La tri tradiciaj fosiliaj energiaj ekonomiaj portantoj reprezentitaj de karbo, nafto kaj tergaso rapide elĉerpiĝos en la nova jarcento, kaj en la procezo de uzado kaj bruligado, ĝi ankaŭ kaŭzos la forcejan efikon, generos grandan kvanton da poluaĵoj, kaj poluos la medion.

Tial estas nepre necese redukti la dependecon de fosilia energio, ŝanĝi la ekzistantan neracian strukturon de energiuzo, kaj serĉi puran kaj senpoluan novan renovigeblan energion.

Nuntempe, renovigebla energio ĉefe inkluzivas ventan energion, hidrogenan energion, sunenergion, biomasan energion, tajdan energion kaj geoterman energion, ktp., kaj venta energio kaj sunenergio estas nuntempe esploraj fokusoj tutmonde.

Tamen, estas ankoraŭ relative malfacile atingi efikan konverton kaj stokadon de diversaj renovigeblaj energifontoj, tiel malfaciligante ilian efike utiligi.

En ĉi tiu kazo, por realigi la efikan utiligon de nova renovigebla energio fare de homoj, necesas disvolvi oportunan kaj efikan novan energian stokadan teknologion, kiu ankaŭ estas varma punkto en nuna socia esplorado.

Nuntempe, litio-jonaj baterioj, kiel unu el la plej efikaj sekundaraj baterioj, estas vaste uzataj en diversaj elektronikaj aparatoj, transportado, aerspaca kaj aliaj kampoj. , la perspektivoj por disvolviĝo estas pli malfacilaj.

La fizikaj kaj kemiaj ecoj de natrio kaj litio estas similaj, kaj ĝi havas energian stokan efikon. Pro ĝia riĉa enhavo, unuforma distribuo de la natria fonto, kaj malalta prezo, ĝi estas uzata en grandskala energia stoka teknologio, kiu havas la karakterizaĵojn de malalta kosto kaj alta efikeco.

La pozitivaj kaj negativaj elektrodaj materialoj de natriaj jonaj baterioj inkluzivas tavoligitajn transirmetalajn kombinaĵojn, polianjonojn, transirmetalajn fosfatojn, kerno-ŝelajn nanopartiklojn, metalajn kombinaĵojn, malmolan karbonon, ktp.

Kiel elemento kun ekstreme abundaj rezervoj en la naturo, karbono estas malmultekosta kaj facile akirebla, kaj gajnis multan rekonon kiel anoda materialo por natriaj jonaj baterioj.

Laŭ la grado de grafitiĝo, karbonaj materialoj povas esti dividitaj en du kategoriojn: grafitan karbonon kaj amorfan karbonon.

Malmola karbono, kiu apartenas al amorfa karbono, montras natrian stokan specifan kapaciton de 300mAh/g, dum karbonaj materialoj kun pli alta grado de grafitiĝo malfacile kontentigas komercan uzon pro sia granda surfaca areo kaj forta ordo.

Tial, ne-grafitaj malmolaj karbonaj materialoj estas ĉefe uzataj en praktika esplorado.

Por plue plibonigi la funkciadon de anodaj materialoj por natriaj-jonaj baterioj, la hidrofileco kaj konduktiveco de karbonaj materialoj povas esti plibonigitaj per jona dopado aŭ kunmetado, kio povas plifortigi la energi-stokadan funkciadon de karbonaj materialoj.

Kiel negativa elektroda materialo de natria jona baterio, metalaj kombinaĵoj estas ĉefe dudimensiaj metalaj karbidoj kaj nitridoj. Aldone al la bonegaj karakterizaĵoj de dudimensiaj materialoj, ili povas ne nur stoki natriajn jonojn per adsorbado kaj interkalado, sed ankaŭ kombiniĝi kun natrio. La kombinaĵo de jonoj generas kapacitancon per kemiaj reakcioj por energia stokado, tiel multe plibonigante la energian stokadan efikon.

Pro la alta kosto kaj malfacileco en akiro de metalaj kombinaĵoj, karbonaj materialoj ankoraŭ estas la ĉefaj anodaj materialoj por natriaj jonaj baterioj.

La apero de tavoligitaj transirmetalaj kombinaĵoj okazas post la malkovro de grafeno. Nuntempe, la dudimensiaj materialoj uzataj en natriaj jonaj baterioj ĉefe inkluzivas natriajn tavoligitajn NaxMO4, NaxCoO4, NaxMnO4, NaxVO4, NaxFeO4, ktp.

Polianjonaj pozitivaj elektrodmaterialoj unue estis uzitaj en litio-jonaj baterioj pozitivaj elektrodoj, kaj poste estis uzitaj en natrio-jonaj baterioj. Gravaj reprezentaj materialoj inkluzivas olivinkristalojn kiel NaMnPO4 kaj NaFePO4.

Transira metala fosfato estis origine uzata kiel pozitiva elektroda materialo en litio-jonaj baterioj. La sintezprocezo estas relative matura kaj ekzistas multaj kristalstrukturoj.

Fosfato, kiel tridimensia strukturo, konstruas kadran strukturon, kiu favoras la deinterkaladon kaj interkaladon de natriaj jonoj, kaj poste akiras natriajn jonajn bateriojn kun bonega energia stokada efikeco.

La kerno-ŝela strukturmaterialo estas nova tipo de anoda materialo por natriaj jonaj baterioj, kiu aperis nur en la lastaj jaroj. Bazita sur la originalaj materialoj, ĉi tiu materialo atingis kavan strukturon per delikata struktura dezajno.

La pli oftaj kerno-ŝelaj strukturmaterialoj inkluzivas kavajn kobaltajn selenidajn nanokubojn, Fe-N-kun-dopitajn kerno-ŝelajn natriajn vanadatajn nanosferojn, porajn karbonajn kavajn stanoksidajn nanosferojn kaj aliajn kavajn strukturojn.

Pro ĝiaj bonegaj karakterizaĵoj, kunligitaj kun la magia kava kaj pora strukturo, pli da elektrokemia agado estas eksponita al la elektrolito, kaj samtempe, ĝi ankaŭ multe antaŭenigas la jonan moveblecon de la elektrolito por atingi efikan energian stokadon.

La tutmonda renovigebla energio daŭre kreskas, antaŭenigante la disvolviĝon de energia stokadoteknologio.

Nuntempe, laŭ diversaj energi-stokadaj metodoj, ĝi povas esti dividita en fizikan energi-stokadon kaj elektrokemia energi-stokadon.

Elektrokemia energiakumulado plenumas la evoluigajn normojn de hodiaŭa nova energiakumulada teknologio pro siaj avantaĝoj de alta sekureco, malalta kosto, fleksebla uzo kaj alta efikeco.

Laŭ malsamaj elektrokemiaj reakciaj procezoj, elektrokemiaj energiakumulaj energifontoj ĉefe inkluzivas superkondensatorojn, plumb-acidajn bateriojn, fuelenergiajn bateriojn, nikel-metalan hidridan baterion, natri-sulfurajn bateriojn kaj litio-jonajn bateriojn.

En energiakumulada teknologio, flekseblaj elektrodmaterialoj altiris la esplorinteresojn de multaj sciencistoj pro sia dezajna diverseco, fleksebleco, malalta kosto kaj mediprotektaj karakterizaĵoj.

Karbonaj materialoj havas specialan termokemian stabilecon, bonan elektran konduktivecon, altan forton kaj nekutimajn mekanikajn ecojn, igante ilin promesplenaj elektrodoj por litio-jonaj baterioj kaj natrio-jonaj baterioj.

Superkondensatoroj povas esti rapide ŝargitaj kaj malŝargitaj sub altaj kurentaj kondiĉoj, kaj havas ciklovivon de pli ol 100 000 fojojn. Ili estas nova tipo de speciala elektrokemia energiakumulada elektroprovizo inter kondensatoroj kaj baterioj.

Superkondensatoroj havas la karakterizaĵojn de alta potencdenseco kaj alta energikonverta indico, sed ilia energidenseco estas malalta, ili emas mem-malŝarĝiĝi, kaj ili emas elektrolitan elfluon kiam uzataj nedece.

Kvankam la fuelpilo havas la karakterizaĵojn de nenia ŝargado, granda kapacito, alta specifa kapacito kaj larĝa specifa potencintervalo, ĝia alta funkcianta temperaturo, alta kostprezo kaj malalta energi-konvertefikeco igas ĝin havebla nur en la komercprocezo kaj uzata en certaj kategorioj.

Plumb-acidaj baterioj havas la avantaĝojn de malalta kosto, matura teknologio kaj alta sekureco, kaj estas vaste uzataj en signalaj bazstacioj, elektraj bicikloj, aŭtoj kaj reto-energia stokado. Mallongaj platoj, kiel poluantaj la medion, ne povas plenumi la ĉiam pli altajn postulojn kaj normojn por energiaj stokaj baterioj.

Ni-MH-baterioj havas la karakterizaĵojn de forta versatileco, malalta kaloria valoro, granda monomera kapacito kaj stabilaj malŝarĝaj karakterizaĵoj, sed ilia pezo estas relative granda, kaj ekzistas multaj problemoj en bateria seria administrado, kiuj povas facile konduki al la fandado de unuopaj bateriaj apartigiloj.