Энергетика хамчун асоси моддии прогресси тамаддуни инсоният хамеша роли калон бозид.Ин гарави хатмии тараккиёти чамъияти инсонй мебошад.Он дар баробари об, ҳаво ва ғизо шароити зарурии бақои инсонро ташкил медиҳад ва бевосита ба ҳаёти инсон таъсир мерасонад..

Тараккиёти саноати энергетика аз «давраи» хезум то «давраи» ангишт ва баъд аз «давраи» ангишт ба «давраи» нефть ду дигаргунии калонро аз cap гузаронд.Ҳоло он аз «давраи» нафт ба «давраи» тағирёбии энергияи барқароршаванда оғоз кардааст.

Аз ангишт ҳамчун манбаи асосӣ дар ибтидои асри 19 то нафт ҳамчун манбаи асосӣ дар миёнаҳои асри 20, одамон зиёда аз 200 сол дар миқёси васеъ энергияи истихроҷшударо истифода мебаранд.Бо вуҷуди ин, сохтори ҷаҳонии энергетикӣ, ки аз энергияи истихроҷшуда бартарӣ дорад, онро дигар аз камшавии энергияи истихроҷшуда дур намекунад.

Се интиқолдиҳандаи анъанавии энергетикии истихроҷшаванда, ки аз ангишт, нафт ва гази табиӣ муаррифӣ мешаванд, дар асри нав зуд тамом мешаванд ва дар ҷараёни истифода ва сӯзиш низ таъсири гармхонаҳоро ба вуҷуд меоранд, миқдори зиёди ифлоскунандаҳоро ба вуҷуд меоранд ва ифлос мекунанд. муҳити зист.

Аз ин рӯ, коҳиш додани вобастагӣ аз энергияи истихроҷшуда, тағир додани сохтори мавҷудаи истифодаи оқилонаи энергия ва ҷустуҷӯи энергияи нави барқароршавандаи тоза ва бе ифлос зарур аст.

Дар айни замон, энергияи барқароршаванда асосан энергияи шамол, гидроген, энергияи офтоб, энергияи биомасса, энергияи мавҷҳо ва энергияи геотермалӣ ва ғайраро дар бар мегирад ва энергияи шамол ва энергияи офтоб нуқтаҳои доғи пажӯҳиш дар саросари ҷаҳон мебошанд.

Бо вуҷуди ин, ба даст овардани табдили самаранок ва нигоҳдории манбаъҳои гуногуни барқароршавандаи энергия то ҳол нисбатан душвор аст ва аз ин рӯ истифодаи самараноки онҳоро мушкил мекунад.

Дар ин ҳолат, барои амалӣ намудани истифодаи самараноки энергияи нави барқароршаванда аз ҷониби одамон, зарур аст, ки технологияи нави қулай ва самараноки нигоҳдории энергия таҳия карда шавад, ки он низ як нуқтаи доғ дар таҳқиқоти имрӯзаи иҷтимоӣ мебошад.

Дар айни замон, батареяҳои литий-ионӣ, ҳамчун яке аз батареяҳои дуюмдараҷа самараноктарин, дар дастгоҳҳои гуногуни электронӣ, нақлиёт, аэрокосмос ва дигар соҳаҳо васеъ истифода мешаванд., перспективахои тараккиёт душвортаранд.

Хусусиятҳои физикӣ ва химиявии натрий ва литий ба ҳам монанданд ва он таъсири захиракунандаи энергия дорад.Аз сабаби мундариҷаи бойи он, тақсимоти якхелаи манбаи натрий ва нархи паст, он дар технологияи нигоҳдории энергияи миқёси васеъ истифода мешавад, ки дорои хусусиятҳои камхарҷ ва самаранокии баланд мебошад.

Маводҳои электродҳои мусбат ва манфии батареяҳои натрийи ионӣ пайвастагиҳои металлии қабати гузаранда, полианионҳо, фосфатҳои металлии гузаранда, нанозаррачаҳои ядроӣ, пайвастагиҳои металлӣ, карбонҳои сахт ва ғайра мебошанд.

Ҳамчун элементе, ки дар табиат захираҳои бениҳоят фаровон дорад, карбон арзон ва осон ба даст овардан аст ва ҳамчун маводи анодӣ барои батареяҳои натрий-ионӣ эътирофи зиёд пайдо кардааст.

Аз рӯи дараҷаи графитизатсия маводи карбонро ба ду категория тақсим кардан мумкин аст: карбонҳои графитӣ ва аморфӣ.

Карбон сахт, ки ба карбон аморфӣ тааллуқ дорад, иқтидори хоси нигаҳдории натрийро 300 мАч/г нишон медиҳад, дар ҳоле ки маводи карбон бо дараҷаи баландтари графитизатсия аз сабаби масоҳати калон ва тартиботи қавӣ барои истифодаи тиҷоратӣ душвор аст.

Аз ин рӯ, маводи карбон сахти ғайриграфитӣ асосан дар тадқиқоти амалӣ истифода мешаванд.

Бо мақсади минбаъд беҳтар кардани сифати маводи анодӣ барои батареяҳои натрий-ион, гидрофилӣ ва гузаронандагии маводи карбонро тавассути допинги ионӣ ё пайвастагиҳо беҳтар кардан мумкин аст, ки метавонад қобилияти нигоҳдории энергияи маводи карбонро баланд бардорад.

Ҳамчун маводи электроди манфии батареяи ионҳои натрий, пайвастагиҳои металлӣ асосан карбидҳои металлии дученака ва нитридҳо мебошанд.Илова ба хусусиятҳои аълои маводи дученака, онҳо метавонанд на танҳо ионҳои натрийро тавассути adsorbtion ва intercalation нигоҳ доранд, балки инчунин бо натрий муттаҳид шаванд Маҷмӯи ионҳо тавассути реаксияҳои кимиёвӣ барои нигоҳдории энергия иқтидор тавлид мекунанд ва ба ин васила таъсири нигоҳдории энергияро хеле беҳтар мекунанд.

Аз сабаби гарон будани харочот ва душвории ба даст овардани пайвастагихои металлй материалхои карбон хануз хам материалхои асосии анод барои батареяхои натрий-ионй мебошанд.

Афзоиши пайвастагиҳои металлии гузаранда пас аз кашфи графен аст.Дар айни замон, маводи дученакае, ки дар батареяҳои натрий-ион истифода мешаванд, асосан NaxMO4, NaxCoO4, NaxMnO4, NaxVO4, NaxFeO4 ва ғайраро дар бар мегиранд.

Маводҳои электроди мусбати полианонионӣ аввал дар электродҳои мусбати батареяи литий-ион истифода мешуданд ва баъдтар дар батареяҳои натрий-ион истифода мешуданд.Маводҳои муҳими намояндагӣ кристаллҳои оливин ба монанди NaMnPO4 ва NaFePO4 мебошанд.

Фосфати металлии гузариш дар аввал ҳамчун маводи электроди мусбат дар батареяҳои литий-ион истифода мешуд.Раванди синтез нисбатан пухта аст ва сохторҳои кристаллӣ зиёданд.

Фосфат ҳамчун сохтори сеченака як сохтори чаҳорчӯбаеро месозад, ки ба деинтеркалатсия ва интеркалатсияи ионҳои натрий мусоидат мекунад ва сипас батареяҳои натрий-ионро бо иҷрои аълои нигоҳдории энергия ба даст меорад.

Маводи сохтори ядроӣ як навъи нави маводи анод барои батареяҳои натрий-ион аст, ки танҳо дар солҳои охир пайдо шудааст.Дар асоси маводҳои аслӣ, ин мавод тавассути тарҳрезии зебои сохторӣ сохтори холӣ ба даст овардааст.

Маводҳои бештар маъмултарини сохтори қабати ядроӣ иборатанд аз нанокубҳои кобальти селениди кобальт, нанофераҳои натрий ванадат бо ҳамгирифташудаи нанофераҳои қаҳваранг, нанофераҳои оксиди ковоки карбон ва дигар сохторҳои холӣ.

Аз сабаби хусусиятҳои аълои он, дар якҷоягӣ бо сохтори ҷодугарӣ ва ковокӣ, фаъолияти бештари электрохимиявӣ ба электролит дучор мешавад ва дар айни замон, он инчунин ба ҳаракатнокии ионҳои электролит барои ноил шудан ба нигоҳдории самараноки энергия мусоидат мекунад.

Энергияи барқароршавандаи ҷаҳонӣ афзоиш ёфта, ба рушди технологияи нигоҳдории энергия мусоидат мекунад.

Дар айни замон, мувофиқи усулҳои гуногуни нигоҳдории энергия, он метавонад ба нигоҳдории энергияи физикӣ ва нигоҳдории энергияи электрохимиявӣ тақсим карда шавад.

Захираи энергияи электрохимиявӣ ба стандартҳои рушди технологияи нави нигоҳдории энергияи имрӯза мувофиқат мекунад, зеро бартариятҳои бехатарии баланд, арзиши кам, истифодаи чандир ва самаранокии баланд.

Мувофиқи равандҳои гуногуни реаксияҳои электрохимиявӣ, манбаъҳои энергияи электрохимиявӣ асосан суперконденсаторҳо, батареяҳои сурб, батареяҳои сӯзишворӣ, батареяҳои гидриди никел-металлӣ, батареяҳои натрий-сульфур ва батареяҳои литий-иониро дар бар мегиранд.

Дар технологияи нигоҳдории энергия, маводи электродҳои чандир аз сабаби гуногунии тарҳрезӣ, чандирӣ, арзиши паст ва хусусиятҳои ҳифзи муҳити зист таваҷҷӯҳи зиёди олимонро ҷалб карданд.

Маводҳои карбон дорои устувории махсуси термохимиявӣ, гузариши хуби электрикӣ, қувваи баланд ва хосиятҳои ғайриоддии механикӣ мебошанд, ки онҳоро барои батареяҳои литий-ионӣ ва батареяҳои натрий-ионӣ электродҳои ояндадор месозанд.

Суперконденсаторҳо метавонанд дар шароити кунунии баланд зуд барқ ​​ва холӣ карда шаванд ва мӯҳлати давраашон беш аз 100 000 маротиба зиёд аст.Онҳо як навъи нави таъминоти барқии махсуси электрохимиявии энергия дар байни конденсаторҳо ва батареяҳо мебошанд.

Суперконденсаторҳо дорои хусусиятҳои зичии баланди барқ ​​ва суръати баланди табдили энергия мебошанд, аммо зичии энергетикии онҳо паст аст, онҳо ба худпартоҳо майл доранд ва ҳангоми истифодаи нодуруст онҳо ба ихроҷи электролитҳо майл доранд.

Гарчанде ки ҳуҷайраи сӯзишвории сӯзишворӣ дорои хусусиятҳои пуркунандаи барқ ​​нест, иқтидори калон, иқтидори баланди мушаххас ва доираи васеи мушаххаси қувваи барқ, ҳарорати баланди корӣ, нархи баланди арзиши он ва самаранокии пасти табдили энергия онро танҳо дар раванди тиҷорат дастрас мекунад.дар категорияҳои муайян истифода бурда мешавад.

Батареяҳои сурб-кислота бартариҳои арзон, технологияи баркамол ва бехатарии баланд доранд ва дар истгоҳҳои сигналӣ, велосипедҳои электрикӣ, автомобилҳо ва захираи энергияи шабака ба таври васеъ истифода мешаванд.Тахтаҳои кӯтоҳ ба монанди олуда кардани муҳити зист наметавонанд ба талабот ва стандартҳои афзояндаи батареяҳои нигоҳдории энергия ҷавобгӯ бошанд.

Батареяҳои Ni-MH дорои хусусиятҳои универсалии қавӣ, арзиши пасти калория, иқтидори калони мономер ва хусусиятҳои разряди устувор мебошанд, аммо вазни онҳо нисбатан калон аст ва дар идоракунии силсилаи батареяҳо мушкилоти зиёде мавҷуданд, ки метавонанд ба осонӣ ба обшавии як батарея оварда расонанд. сепараторҳои батарея.