Ang enerhiya, bilang materyal na batayan para sa pag-unlad ng sibilisasyon ng tao, ay palaging may mahalagang papel.Ito ay isang kailangang-kailangan na garantiya para sa pag-unlad ng lipunan ng tao.Kasama ng tubig, hangin, at pagkain, ito ay bumubuo ng mga kinakailangang kondisyon para sa kaligtasan ng tao at direktang nakakaapekto sa buhay ng tao..

Ang pag-unlad ng industriya ng enerhiya ay sumailalim sa dalawang pangunahing pagbabago mula sa "panahon" ng kahoy na panggatong sa "panahon" ng karbon, at pagkatapos ay mula sa "panahon" ng karbon hanggang sa "panahon" ng langis.Ngayon ay nagsimula na itong magbago mula sa "panahon" ng langis patungo sa "panahon" ng pagbabago ng nababagong enerhiya.

Mula sa uling bilang pangunahing pinagkukunan noong unang bahagi ng ika-19 na siglo hanggang sa langis bilang pangunahing pinagkukunan sa kalagitnaan ng ika-20 siglo, ang mga tao ay gumamit ng fossil energy sa isang malaking sukat sa loob ng higit sa 200 taon.Gayunpaman, ang istraktura ng pandaigdigang enerhiya na pinangungunahan ng fossil energy ay ginagawa itong hindi na malayo sa pagkaubos ng fossil energy.

Ang tatlong tradisyunal na fossil energy economic carrier na kinakatawan ng karbon, langis at natural na gas ay mabilis na mauubos sa bagong siglo, at sa proseso ng paggamit at pagkasunog, magdudulot din ito ng greenhouse effect, bubuo ng malaking halaga ng mga pollutant, at polusyon. ang kapaligiran.

Samakatuwid, kinakailangang bawasan ang pag-asa sa fossil energy, baguhin ang umiiral na hindi makatwirang istraktura ng paggamit ng enerhiya, at humanap ng malinis at walang polusyon na bagong nababagong enerhiya.

Sa kasalukuyan, ang renewable energy ay pangunahing kinabibilangan ng wind energy, hydrogen energy, solar energy, biomass energy, tidal energy at geothermal energy, atbp., at wind energy at solar energy ay kasalukuyang mga research hotspot sa buong mundo.

Gayunpaman, medyo mahirap pa ring makamit ang mahusay na conversion at pag-iimbak ng iba't ibang renewable na pinagkukunan ng enerhiya, kaya nagiging mahirap na epektibong gamitin ang mga ito.

Sa kasong ito, upang mapagtanto ang epektibong paggamit ng bagong nababagong enerhiya ng mga tao, kinakailangan na bumuo ng maginhawa at mahusay na bagong teknolohiya sa pag-iimbak ng enerhiya, na isa ring mainit na lugar sa kasalukuyang panlipunang pananaliksik.

Sa kasalukuyan, ang mga baterya ng lithium-ion, bilang isa sa mga pinaka mahusay na pangalawang baterya, ay malawakang ginagamit sa iba't ibang mga elektronikong aparato, transportasyon, aerospace at iba pang larangan., ang mga prospect para sa pag-unlad ay mas mahirap.

Ang pisikal at kemikal na mga katangian ng sodium at lithium ay magkatulad, at ito ay may epekto sa pag-iimbak ng enerhiya.Dahil sa mayamang nilalaman nito, pare-parehong pamamahagi ng pinagmumulan ng sodium, at mababang presyo, ginagamit ito sa malakihang teknolohiya ng pag-iimbak ng enerhiya, na may mga katangian ng mababang gastos at mataas na kahusayan.

Ang mga positibo at negatibong electrode na materyales ng mga baterya ng sodium ion ay kinabibilangan ng mga layered transition metal compound, polyanion, transition metal phosphates, core-shell nanoparticle, metal compound, hard carbon, atbp.

Bilang isang elemento na may napakaraming reserba sa kalikasan, ang carbon ay mura at madaling makuha, at nakakuha ng maraming pagkilala bilang isang materyal na anode para sa mga baterya ng sodium-ion.

Ayon sa antas ng graphitization, ang mga materyales ng carbon ay maaaring nahahati sa dalawang kategorya: graphitic carbon at amorphous carbon.

Ang hard carbon, na kabilang sa amorphous carbon, ay nagpapakita ng sodium storage specific capacity na 300mAh/g, habang ang mga carbon material na may mas mataas na antas ng graphitization ay mahirap matugunan ang komersyal na paggamit dahil sa kanilang malaking surface area at malakas na pagkakasunud-sunod.

Samakatuwid, ang mga non-graphite hard carbon na materyales ay pangunahing ginagamit sa praktikal na pananaliksik.

Upang higit na mapagbuti ang pagganap ng mga anode na materyales para sa mga baterya ng sodium-ion, ang hydrophilicity at kondaktibiti ng mga materyal na carbon ay maaaring mapabuti sa pamamagitan ng ion doping o compounding, na maaaring mapahusay ang pagganap ng pag-iimbak ng enerhiya ng mga materyales na carbon.

Bilang negatibong materyal ng elektrod ng baterya ng sodium ion, ang mga compound ng metal ay pangunahing dalawang-dimensional na metal carbide at nitride.Bilang karagdagan sa mahusay na mga katangian ng dalawang-dimensional na materyales, hindi lamang sila makakapag-imbak ng mga sodium ions sa pamamagitan ng adsorption at intercalation, ngunit pagsamahin din sa sodium Ang kumbinasyon ng mga ions ay bumubuo ng kapasidad sa pamamagitan ng mga kemikal na reaksyon para sa pag-iimbak ng enerhiya, sa gayon ay lubos na nagpapabuti sa epekto ng pag-iimbak ng enerhiya.

Dahil sa mataas na gastos at kahirapan sa pagkuha ng mga metal compound, ang mga carbon material pa rin ang pangunahing anode materials para sa sodium-ion na mga baterya.

Ang pagtaas ng layered transition metal compound ay pagkatapos ng pagtuklas ng graphene.Sa kasalukuyan, ang dalawang-dimensional na materyales na ginagamit sa mga baterya ng sodium-ion ay pangunahing kinabibilangan ng sodium-based na layered na NaxMO4, NaxCoO4, NaxMnO4, NaxVO4, NaxFeO4, atbp.

Ang polyanionic positive electrode na materyales ay unang ginamit sa lithium-ion battery positive electrodes, at kalaunan ay ginamit sa sodium-ion na mga baterya.Ang mga mahahalagang kinatawan na materyales ay kinabibilangan ng mga olivine crystal tulad ng NaMnPO4 at NaFePO4.

Ang transition metal phosphate ay orihinal na ginamit bilang isang positibong materyal ng elektrod sa mga baterya ng lithium-ion.Ang proseso ng synthesis ay medyo mature at mayroong maraming mga istrukturang kristal.

Ang Phosphate, bilang isang three-dimensional na istraktura, ay bumubuo ng isang framework na istraktura na nakakatulong sa deintercalation at intercalation ng mga sodium ions, at pagkatapos ay nakakakuha ng mga sodium-ion na baterya na may mahusay na pagganap ng pag-iimbak ng enerhiya.

Ang materyal na istruktura ng core-shell ay isang bagong uri ng materyal na anode para sa mga baterya ng sodium-ion na lumitaw lamang sa mga nakaraang taon.Batay sa orihinal na mga materyales, ang materyal na ito ay nakamit ang isang guwang na istraktura sa pamamagitan ng katangi-tanging disenyo ng istruktura.

Ang mas karaniwang mga materyales sa istruktura ng core-shell ay kinabibilangan ng hollow cobalt selenide nanocubes, Fe-N co-doped core-shell sodium vanadate nanospheres, porous carbon hollow tin oxide nanosphere at iba pang hollow structures.

Dahil sa mahusay na mga katangian nito, kasama ang mahiwagang guwang at buhaghag na istraktura, mas maraming aktibidad ng electrochemical ang nakalantad sa electrolyte, at sa parehong oras, ito rin ay lubos na nagtataguyod ng ion mobility ng electrolyte upang makamit ang mahusay na pag-iimbak ng enerhiya.

Ang pandaigdigang nababagong enerhiya ay patuloy na tumataas, na nagsusulong ng pag-unlad ng teknolohiya sa pag-iimbak ng enerhiya.

Sa kasalukuyan, ayon sa iba't ibang paraan ng pag-iimbak ng enerhiya, maaari itong nahahati sa imbakan ng pisikal na enerhiya at pag-iimbak ng enerhiya ng electrochemical.

Natutugunan ng imbakan ng enerhiya ng electrochemical ang mga pamantayan sa pag-unlad ng bagong teknolohiya ng pag-iimbak ng enerhiya ngayon dahil sa mga bentahe nito ng mataas na kaligtasan, mababang gastos, kakayahang umangkop na paggamit, at mataas na kahusayan.

Ayon sa iba't ibang proseso ng electrochemical reaction, ang mga pinagmumulan ng kapangyarihan ng pag-iimbak ng electrochemical na enerhiya ay pangunahing kinabibilangan ng mga supercapacitor, lead-acid na baterya, fuel power na baterya, nickel-metal hydride na baterya, sodium-sulfur na baterya, at lithium-ion na baterya.

Sa teknolohiya ng pag-iimbak ng enerhiya, ang mga materyal na nababaluktot na elektrod ay nakaakit ng maraming interes sa pananaliksik ng mga siyentipiko dahil sa kanilang pagkakaiba-iba ng disenyo, kakayahang umangkop, mababang gastos, at mga katangian ng pangangalaga sa kapaligiran.

Ang mga carbon material ay may espesyal na thermochemical stability, magandang electrical conductivity, mataas na lakas, at hindi pangkaraniwang mekanikal na mga katangian, na ginagawa itong mga promising electrodes para sa lithium-ion na mga baterya at sodium-ion na mga baterya.

Ang mga supercapacitor ay maaaring mabilis na ma-charge at ma-discharge sa ilalim ng mataas na kasalukuyang kondisyon, at magkaroon ng cycle life na higit sa 100,000 beses.Ang mga ito ay isang bagong uri ng espesyal na electrochemical energy storage power supply sa pagitan ng mga capacitor at baterya.

Ang mga supercapacitor ay may mga katangian ng mataas na densidad ng kapangyarihan at mataas na rate ng conversion ng enerhiya, ngunit ang kanilang density ng enerhiya ay mababa, sila ay madaling kapitan ng self-discharge, at sila ay madaling kapitan ng pagtagas ng electrolyte kapag ginamit nang hindi wasto.

Bagama't ang fuel power cell ay may mga katangian na walang charging, malaking kapasidad, mataas na tiyak na kapasidad at malawak na partikular na hanay ng kapangyarihan, ang mataas na operating temperatura nito, mataas na presyo ng gastos, at mababang kahusayan sa conversion ng enerhiya ay ginagawang magagamit lamang ito sa proseso ng komersyalisasyon.ginagamit sa ilang mga kategorya.

Ang mga lead-acid na baterya ay may mga pakinabang ng mababang gastos, mature na teknolohiya, at mataas na kaligtasan, at malawakang ginagamit sa mga base station ng signal, mga de-koryenteng bisikleta, mga sasakyan, at imbakan ng enerhiya ng grid.Ang mga maiikling tabla tulad ng pagdumi sa kapaligiran ay hindi makakatugon sa lalong mataas na mga kinakailangan at pamantayan para sa mga bateryang nag-iimbak ng enerhiya.

Ang mga baterya ng Ni-MH ay may mga katangian ng malakas na versatility, mababang calorific value, malaking kapasidad ng monomer, at matatag na mga katangian ng paglabas, ngunit ang kanilang timbang ay medyo malaki, at maraming mga problema sa pamamahala ng serye ng baterya, na madaling humantong sa pagkatunaw ng solong mga separator ng baterya.