ऊर्जा, मानव सभ्यता को प्रगति को लागि भौतिक आधार को रूप मा, सधैं एक महत्वपूर्ण भूमिका खेलेको छ।यो मानव समाजको विकासको लागि अपरिहार्य ग्यारेन्टी हो।पानी, हावा र खानाको साथमा, यसले मानव जीवनको लागि आवश्यक अवस्थाहरू गठन गर्दछ र प्रत्यक्ष रूपमा मानव जीवनलाई असर गर्छ।।

ऊर्जा उद्योगको विकासले दाउराको "युग" बाट कोइलाको "युग" र त्यसपछि कोइलाको "युग" बाट तेलको "युग" मा दुई प्रमुख परिवर्तनहरू पार गरेको छ।अब यो तेलको "युग" बाट नवीकरणीय ऊर्जा परिवर्तनको "युग" मा परिवर्तन हुन थालेको छ।

19 औं शताब्दीको प्रारम्भमा मुख्य स्रोतको रूपमा कोइलादेखि 20 औं शताब्दीको मध्यमा मुख्य स्रोतको रूपमा तेलसम्म, मानवहरूले 200 वर्ष भन्दा बढीको लागि ठूलो मात्रामा जीवाश्म ऊर्जा प्रयोग गर्दै आएका छन्।यद्यपि, जीवाश्म ऊर्जाको प्रभुत्व रहेको विश्वव्यापी ऊर्जा संरचनाले यसलाई जीवाश्म ऊर्जाको कमीबाट टाढा बनाउँदैन।

कोइला, तेल र प्राकृतिक ग्यासले प्रतिनिधित्व गर्ने तीन परम्परागत जीवाश्म ऊर्जा आर्थिक वाहकहरू नयाँ शताब्दीमा द्रुत रूपमा समाप्त हुनेछन्, र प्रयोग र दहनको प्रक्रियामा, यसले हरितगृह प्रभाव पनि निम्त्याउनेछ, ठूलो मात्रामा प्रदूषकहरू उत्पन्न गर्नेछ, र प्रदूषित हुनेछ। वातावरण।

तसर्थ, जीवाश्म ऊर्जामा निर्भरता घटाउन, विद्यमान तर्कहीन ऊर्जा प्रयोग संरचनामा परिवर्तन गर्न र स्वच्छ र प्रदूषणमुक्त नयाँ नवीकरणीय ऊर्जा खोज्न आवश्यक छ।

हाल, नवीकरणीय ऊर्जामा मुख्यतया पवन ऊर्जा, हाइड्रोजन ऊर्जा, सौर्य ऊर्जा, बायोमास ऊर्जा, ज्वार ऊर्जा र भू-तापीय ऊर्जा, आदि समावेश छन्, र वायु ऊर्जा र सौर्य ऊर्जा विश्वव्यापी रूपमा हालको अनुसन्धान केन्द्रहरू हुन्।

यद्यपि, विभिन्न नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतहरूको प्रभावकारी रूपान्तरण र भण्डारण हासिल गर्न अझै पनि अपेक्षाकृत गाह्रो छ, जसले गर्दा तिनीहरूलाई प्रभावकारी रूपमा उपयोग गर्न गाह्रो छ।

यस अवस्थामा, मानव द्वारा नयाँ नवीकरणीय ऊर्जाको प्रभावकारी उपयोगलाई महसुस गर्न, सुविधाजनक र प्रभावकारी नयाँ ऊर्जा भण्डारण प्रविधिको विकास गर्न आवश्यक छ, जुन वर्तमान सामाजिक अनुसन्धानमा पनि तातो ठाउँ हो।

हाल, लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू, सबैभन्दा कुशल माध्यमिक ब्याट्रीहरू मध्ये एकको रूपमा, विभिन्न इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरू, यातायात, एयरोस्पेस र अन्य क्षेत्रहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको छ।विकासको सम्भावना झन् कठिन छ ।

सोडियम र लिथियम को भौतिक र रासायनिक गुण समान छन्, र यो ऊर्जा भण्डारण प्रभाव छ।यसको समृद्ध सामग्री, सोडियम स्रोतको समान वितरण र कम मूल्यको कारण, यो ठूलो मात्रामा ऊर्जा भण्डारण प्रविधिमा प्रयोग गरिन्छ, जसमा कम लागत र उच्च दक्षताको विशेषताहरू छन्।

सोडियम आयन ब्याट्रीहरूको सकारात्मक र नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्रीहरूमा स्तरित ट्रान्जिसन धातु यौगिकहरू, पोलिनियनहरू, ट्रान्जिसन मेटल फस्फेटहरू, कोर-शेल न्यानो कणहरू, धातु यौगिकहरू, हार्ड कार्बन, आदि समावेश छन्।

प्रकृतिमा प्रचुर मात्रामा भण्डार भएको तत्वको रूपमा, कार्बन सस्तो र प्राप्त गर्न सजिलो छ, र सोडियम-आयन ब्याट्रीहरूको लागि एनोड सामग्रीको रूपमा धेरै मान्यता प्राप्त गरेको छ।

ग्राफिटाइजेशन को डिग्री अनुसार, कार्बन सामग्री दुई कोटिहरु मा विभाजित गर्न सकिन्छ: ग्राफिक कार्बन र आकारहीन कार्बन।

हार्ड कार्बन, जो अमोर्फस कार्बनसँग सम्बन्धित छ, 300mAh/g को सोडियम भण्डारण विशिष्ट क्षमता प्रदर्शन गर्दछ, जबकि उच्च डिग्री ग्राफिटाइजेशन भएका कार्बन सामग्रीहरू तिनीहरूको ठूलो सतह क्षेत्र र बलियो क्रमको कारणले व्यावसायिक प्रयोग पूरा गर्न गाह्रो हुन्छ।

त्यसकारण, गैर-ग्रेफाइट हार्ड कार्बन सामग्रीहरू मुख्य रूपमा व्यावहारिक अनुसन्धानमा प्रयोग गरिन्छ।

सोडियम-आयन ब्याट्रीहरूको लागि एनोड सामग्रीको प्रदर्शनलाई अझ सुधार गर्न, कार्बन सामग्रीको हाइड्रोफिलिसिटी र चालकता आयन डोपिङ वा कम्पाउन्डिङको माध्यमबाट सुधार गर्न सकिन्छ, जसले कार्बन सामग्रीको ऊर्जा भण्डारण प्रदर्शनलाई बढाउन सक्छ।

सोडियम आयन ब्याट्रीको नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्रीको रूपमा, धातु यौगिकहरू मुख्यतया दुई-आयामी धातु कार्बाइड र नाइट्राइड हुन्।दुई-आयामी सामग्रीहरूको उत्कृष्ट विशेषताहरूका अतिरिक्त, तिनीहरूले सोडियम आयनहरू मात्र शोषण र अन्तरक्रियाद्वारा भण्डारण गर्न सक्दैनन्, तर सोडियमसँग संयोजन पनि गर्न सक्छन्। आयनको संयोजनले ऊर्जा भण्डारणको लागि रासायनिक प्रतिक्रियाहरू मार्फत क्यापेसिटन्स उत्पन्न गर्दछ, जसले गर्दा ऊर्जा भण्डारण प्रभावमा धेरै सुधार हुन्छ।

उच्च लागत र धातु यौगिकहरू प्राप्त गर्न कठिनाइको कारण, कार्बन सामग्रीहरू अझै पनि सोडियम-आयन ब्याट्रीहरूको लागि मुख्य एनोड सामग्री हुन्।

लेयर्ड ट्रान्जिसन मेटल कम्पाउन्डहरूको उदय ग्राफिनको खोज पछि हो।हाल, सोडियम-आयन ब्याट्रीहरूमा प्रयोग हुने दुई-आयामी सामग्रीहरूमा मुख्यतया सोडियम-आधारित तह NaxMO4, NaxCoO4, NaxMnO4, NaxVO4, NaxFeO4, आदि समावेश छन्।

Polyanionic सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री पहिले लिथियम आयन ब्याट्री सकारात्मक इलेक्ट्रोड मा प्रयोग गरिएको थियो, र पछि सोडियम आयन ब्याट्री मा प्रयोग गरियो।महत्त्वपूर्ण प्रतिनिधि सामग्रीहरूमा ओलिभिन क्रिस्टलहरू जस्तै NaMnPO4 र NaFePO4 समावेश छन्।

ट्रान्जिसन मेटल फास्फेट मूलतः लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूमा सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्रीको रूपमा प्रयोग गरिएको थियो।संश्लेषण प्रक्रिया अपेक्षाकृत परिपक्व छ र त्यहाँ धेरै क्रिस्टल संरचनाहरू छन्।

फस्फेट, त्रि-आयामी संरचनाको रूपमा, एक फ्रेमवर्क संरचना बनाउँछ जुन सोडियम आयनहरूको डिइन्टरकेलेसन र इन्टरकेलेसनको लागि अनुकूल हुन्छ, र त्यसपछि उत्कृष्ट ऊर्जा भण्डारण प्रदर्शनको साथ सोडियम-आयन ब्याट्रीहरू प्राप्त गर्दछ।

कोर-शेल संरचना सामग्री सोडियम-आयन ब्याट्रीहरूको लागि एनोड सामग्रीको नयाँ प्रकार हो जुन हालैका वर्षहरूमा मात्र देखा परेको छ।मूल सामग्रीमा आधारित, यस सामग्रीले उत्कृष्ट संरचनात्मक डिजाइन मार्फत खाली संरचना हासिल गरेको छ।

अधिक सामान्य कोर-शेल संरचना सामग्रीहरूमा खाली कोबाल्ट सेलेनाइड नानोक्युबहरू, Fe-N को-डोपड कोर-शेल सोडियम भ्यानाडेट नानोस्फियरहरू, छिद्रपूर्ण कार्बन होलो टिन अक्साइड नानोस्फियरहरू र अन्य खोक्रो संरचनाहरू समावेश छन्।

यसको उत्कृष्ट विशेषताहरूको कारण, जादुई खोक्रो र छिद्रपूर्ण संरचनाको साथमा, अधिक इलेक्ट्रोकेमिकल गतिविधि इलेक्ट्रोलाइटमा उजागर हुन्छ, र एकै समयमा, यसले कुशल ऊर्जा भण्डारण प्राप्त गर्न इलेक्ट्रोलाइटको आयन गतिशीलतालाई धेरै बढावा दिन्छ।

ऊर्जा भण्डारण प्रविधिको विकासलाई बढावा दिँदै, विश्वव्यापी नवीकरणीय ऊर्जा बढ्दै गएको छ।

वर्तमानमा, विभिन्न ऊर्जा भण्डारण विधिहरू अनुसार, यसलाई भौतिक ऊर्जा भण्डारण र इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा भण्डारणमा विभाजन गर्न सकिन्छ।

इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा भण्डारणले उच्च सुरक्षा, कम लागत, लचिलो प्रयोग, र उच्च दक्षताका फाइदाहरूको कारण आजको नयाँ ऊर्जा भण्डारण प्रविधिको विकास मापदण्डहरू पूरा गर्दछ।

विभिन्न इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रिया प्रक्रियाहरू अनुसार, इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा भण्डारण शक्ति स्रोतहरूमा मुख्यतया सुपर क्यापेसिटरहरू, लीड-एसिड ब्याट्रीहरू, इन्धन शक्ति ब्याट्रीहरू, निकल-मेटल हाइड्राइड ब्याट्रीहरू, सोडियम-सल्फर ब्याट्रीहरू, र लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू समावेश छन्।

ऊर्जा भण्डारण प्रविधिमा, लचिलो इलेक्ट्रोड सामग्रीहरूले तिनीहरूको डिजाइन विविधता, लचिलोपन, कम लागत, र पर्यावरण संरक्षण विशेषताहरूको कारण धेरै वैज्ञानिकहरूको अनुसन्धान रुचिहरू आकर्षित गरेको छ।

कार्बन सामग्रीहरूमा विशेष थर्मोकेमिकल स्थिरता, राम्रो विद्युत चालकता, उच्च शक्ति, र असामान्य मेकानिकल गुणहरू छन्, जसले तिनीहरूलाई लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू र सोडियम-आयन ब्याट्रीहरूको लागि आशाजनक इलेक्ट्रोडहरू बनाउँछ।

Supercapacitors चाँडै चार्ज गर्न सकिन्छ र उच्च वर्तमान अवस्थामा डिस्चार्ज गर्न सकिन्छ, र 100,000 पटक भन्दा बढी को एक चक्र जीवन छ।तिनीहरू एक नयाँ प्रकारको विशेष इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा भण्डारण बिजुली आपूर्ति क्यापेसिटरहरू र ब्याट्रीहरू बीच हो।

सुपरक्यापेसिटरहरूमा उच्च शक्ति घनत्व र उच्च ऊर्जा रूपान्तरण दरको विशेषताहरू छन्, तर तिनीहरूको ऊर्जा घनत्व कम छ, तिनीहरू स्वयं-डिस्चार्जको खतरामा छन्, र तिनीहरूले अनुचित रूपमा प्रयोग गर्दा इलेक्ट्रोलाइट चुहावटको खतरामा छन्।

इन्धन पावर सेलमा चार्जिङ नहुने, ठूलो क्षमता, उच्च विशिष्ट क्षमता र फराकिलो विशिष्ट शक्ति दायराको विशेषता भए तापनि यसको उच्च सञ्चालन तापक्रम, उच्च लागत मूल्य र कम ऊर्जा रूपान्तरण दक्षताले यसलाई व्यावसायीकरण प्रक्रियामा मात्र उपलब्ध गराउँछ।केहि वर्गहरूमा प्रयोग गरिन्छ।

लीड-एसिड ब्याट्रीहरूमा कम लागत, परिपक्व प्रविधि, र उच्च सुरक्षाको फाइदाहरू छन्, र सिग्नल बेस स्टेशनहरू, इलेक्ट्रिक साइकलहरू, अटोमोबाइलहरू, र ग्रिड ऊर्जा भण्डारणमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको छ।वातावरण प्रदूषित गर्ने सर्ट बोर्डहरूले ऊर्जा भण्डारण ब्याट्रीहरूको लागि बढ्दो उच्च आवश्यकताहरू र मापदण्डहरू पूरा गर्न सक्दैनन्।

Ni-MH ब्याट्रीहरूमा बलियो बहुमुखी प्रतिभा, कम क्यालोरी मूल्य, ठूलो मोनोमर क्षमता, र स्थिर डिस्चार्ज विशेषताहरू छन्, तर तिनीहरूको तौल अपेक्षाकृत ठूलो छ, र ब्याट्री श्रृंखला व्यवस्थापनमा धेरै समस्याहरू छन्, जसले सजिलै एकल पग्लन सक्छ। ब्याट्री विभाजक।