Energie, als materiell Basis fir de Fortschrëtt vun der mënschlecher Zivilisatioun, huet ëmmer eng wichteg Roll gespillt. Si ass eng onverzichtbar Garantie fir d'Entwécklung vun der mënschlecher Gesellschaft. Zesumme mat Waasser, Loft a Liewensmëttel stellt si déi néideg Konditioune fir d'Iwwerliewe vum Mënsch duer a beaflosst direkt d'Liewe vum Mënsch.

D'Entwécklung vun der Energieindustrie huet zwou grouss Transformatiounen duerchgemaach, vun der "Ära" vum Brennholz an d'"Ära" vun der Kuel, an dann vun der "Ära" vun der Kuel an d'"Ära" vum Ueleg. Elo huet se ugefaange sech vun der "Ära" vum Ueleg an d'"Ära" vum Wandel vun den erneierbaren Energien ze verwandelen.

Vun der Kuel als Haaptquell am fréien 19. Joerhonnert bis zur Ueleg als Haaptquell Mëtt vum 20. Joerhonnert hunn d'Mënschen zënter méi wéi 200 Joer fossil Energie a groussem Moossstaf benotzt. Wéinst der globaler Energiestruktur, déi vun der fossiler Energie dominéiert gëtt, ass et awer net méi wäit ewech vun der Verschöpfung vun der fossiler Energie.

Déi dräi traditionell fossil Energieträger, déi Kuel, Ueleg an Äerdgas vertruede sinn, wäerten am neie Joerhonnert séier opgebraucht sinn, an am Prozess vun der Notzung a Verbrennung wäerten se och den Treibhauseffekt verursaachen, eng grouss Quantitéit u Schadstoffer generéieren an d'Ëmwelt verschmotzen.

Dofir ass et onbedéngt néideg, d'Ofhängegkeet vu fossile Energien ze reduzéieren, déi existent irrational Energieverbrauchsstruktur z'änneren an no propperen an verschmotzungsfräien neien erneierbaren Energien ze sichen.

Aktuell ëmfaassen erneierbar Energien haaptsächlech Wandenergie, Waasserstoffenergie, Solarenergie, Biomasseenergie, Gezäiteenergie a Geothermie, asw., a Wandenergie a Solarenergie sinn aktuell Fuerschungshotspots weltwäit.

Et ass awer nach ëmmer relativ schwéier, eng effizient Konversioun a Späicherung vu verschiddenen erneierbaren Energiequellen z'erreechen, soudatt et schwéier ass, se effektiv ze notzen.

An dësem Fall, fir déi effektiv Notzung vun neien erneierbaren Energien duerch d'Mënschheet ze realiséieren, ass et néideg eng praktesch an effizient nei Energiespeichertechnologie z'entwéckelen, déi och en Hotspot an der aktueller Sozialfuerschung ass.

Aktuell gi Lithium-Ionen-Batterien, als eng vun den effizientesten Sekundärbatterien, wäit verbreet a verschiddenen elektroneschen Apparater, am Transport, an der Loft- a Raumfaart an anere Beräicher benotzt, awer d'Entwécklungsperspektive si méi schwiereg.

Déi physikalesch a chemesch Eegeschafte vu Natrium a Lithium si ähnlech, an et huet en Energiespeichereffekt. Wéinst sengem räiche Gehalt, der gläichméisseger Verdeelung vun der Natriumquell an dem niddrege Präis gëtt et a groussflächeger Energiespeichertechnologie benotzt, déi d'Charakteristike vu niddrege Käschten an héijer Effizienz huet.

Déi positiv an negativ Elektrodenmaterialien vun Natrium-Ionen-Batterien enthalen geschichtete Iwwergangsmetallverbindungen, Polyanionen, Iwwergangsmetallphosphaten, Kär-Schuel-Nanopartikelen, Metallverbindungen, haarde Kuelestoff, asw.

Als Element mat extrem reichleche Reserven an der Natur ass Kuelestoff bëlleg a liicht ze kréien, an huet vill Unerkennung als Anodematerial fir Natrium-Ionen-Batterien gewonnen.

Jee no dem Grad vun der Graphitiséierung kënne Kuelestoffmaterialien an zwou Kategorien agedeelt ginn: grafitesche Kuelestoff an amorphe Kuelestoff.

Haarde Kuelestoff, deen zum amorphe Kuelestoff gehéiert, weist eng spezifesch Natriumspäicherkapazitéit vun 300 mAh/g op, während Kuelestoffmaterialien mat engem méi héije Graphitiséierungsgrad schwéier fir kommerziell Notzunge sinn wéinst hirer grousser Uewerfläch a staarker Uerdnung.

Dofir ginn net-Graphit-Hartkuelestoffmaterialien haaptsächlech an der praktescher Fuerschung benotzt.

Fir d'Leeschtung vun Anodematerialien fir Natrium-Ionen-Batterien weider ze verbesseren, kënnen d'Hydrophilizitéit an d'Konduktivitéit vu Kuelestoffmaterialien duerch Ionendotierung oder -Compoundéierung verbessert ginn, wat d'Energiespäicherleistung vu Kuelestoffmaterialien verbessere kann.

Als negativ Elektrodenmaterial vun Natrium-Ionen-Batterien sinn d'Metallverbindungen haaptsächlech zweedimensional Metallcarbiden an Nitriden. Nieft den exzellenten Eegeschafte vun zweedimensionalen Materialien kënne si net nëmmen Natriumionen duerch Adsorptioun an Interkalatioun späicheren, mä och mat Natriumionen kombinéieren. D'Kombinatioun vun Ionen generéiert Kapazitéit duerch chemesch Reaktiounen fir Energiespäicherung, wouduerch den Energiespäicherungseffekt däitlech verbessert gëtt.

Wéinst den héije Käschten an de Schwieregkeeten, Metallverbindungen ze kréien, sinn Kuelestoffmaterialien nach ëmmer déi wichtegst Anodematerialien fir Natrium-Ionen-Batterien.

Den Opstig vu geschichteten Iwwergangsmetallverbindungen ass no der Entdeckung vum Graphen. Am Moment gehéieren zu den zweedimensionalen Materialien, déi an Natrium-Ionen-Batterien benotzt ginn, haaptsächlech NaxMO4, NaxCoO4, NaxMnO4, NaxVO4, NaxFeO4, etc. op Natriumbasis.

Polyanionesch positiv Elektrodenmaterialien goufen fir d'éischt a positiven Elektroden vu Lithium-Ionen-Batterien a spéider och a Natrium-Ionen-Batterien benotzt. Wichteg representativ Materialien sinn Olivinkristaller wéi NaMnPO4 an NaFePO4.

Iwwergangsmetallphosphat gouf ursprénglech als positivt Elektrodenmaterial a Lithium-Ionen-Batterien benotzt. De Syntheseprozess ass relativ entwéckelt an et gëtt vill Kristallstrukturen.

Phosphat, als dräidimensional Struktur, baut eng Kaderstruktur op, déi fir d'Deinterkalatioun an d'Interkalatioun vun Natriumionen förderlech ass, an doduerch kritt een Natrium-Ionen-Batterien mat exzellenter Energiespeicherleistung.

D'Material vun der Kär-Schuel-Struktur ass eng nei Zort Anodematerial fir Natrium-Ionen-Batterien, déi eréischt an de leschte Jore entstanen ass. Baséierend op den originelle Materialien huet dëst Material duerch en exzellenten strukturellen Design eng huel Struktur erreecht.

Déi méi üblech Kär-Schuel-Strukturmaterialien enthalen huel Kobalt-Selenid-Nanokuben, Fe-N-ko-dotiert Kär-Schuel-Natriumvanadat-Nanosphären, poréis Kuelestoff-huel Zinnoxid-Nanosphären an aner huel Strukturen.

Wéinst senge exzellenten Eegeschaften, zesumme mat der magescher hueler a poröser Struktur, gëtt méi elektrochemesch Aktivitéit dem Elektrolyt ausgesat, an zur selwechter Zäit fërdert et och d'Ionenmobilitéit vum Elektrolyt staark fir eng effizient Energiespäicherung z'erreechen.

Déi weltwäit erneierbar Energien steigen weider, wat d'Entwécklung vun der Energiespeichertechnologie fördert.

Aktuell kann een no verschiddenen Energiespeichermethoden an kierperlech Energiespeicher an elektrochemesch Energiespeicher ënnerdeelt ginn.

Elektrochemesch Energiespeicher entsprécht den Entwécklungsstandarden vun der haiteger neier Energiespeichertechnologie wéinst senge Virdeeler vun héijer Sécherheet, niddrege Käschten, flexibeler Notzung an héijer Effizienz.

Jee no verschiddenen elektrochemesche Reaktiounsprozesser gehéieren zu den elektrochemesche Energiespeicherquellen haaptsächlech Superkondensatoren, Bläi-Säure-Batterien, Brennstoffbatterien, Nickel-Metallhydrid-Batterien, Natrium-Schwefel-Batterien a Lithium-Ionen-Batterien.

An der Energiespeichertechnologie hunn flexibel Elektrodenmaterialien d'Fuerschungsinteresse vu ville Wëssenschaftler ugezunn wéinst hirer Designvielfalt, Flexibilitéit, niddrege Käschten an Ëmweltschutzcharakteristiken.

Kuelestoffmaterialien hunn eng speziell thermochemesch Stabilitéit, eng gutt elektresch Leetfäegkeet, héich Festigkeit an ongewéinlech mechanesch Eegeschaften, wat se zu villverspriechenden Elektroden fir Lithium-Ionen-Batterien an Natrium-Ionen-Batterien mécht.

Superkondensatore kënne séier ënner héije Stroumbedingungen gelueden an entlueden ginn, an hunn eng Liewensdauer vu méi wéi 100.000 Mol. Si sinn eng nei Zort speziell elektrochemesch Energiespeicherversuergung tëscht Kondensatoren a Batterien.

Superkondensatoren hunn d'Charakteristike vun enger héijer Leeschtungsdicht an enger héijer Energiekonversiounsquote, awer hir Energiedicht ass niddreg, si si ufälleg fir Selbstentladung, an si si ufälleg fir Elektrolytleckage wann se falsch benotzt ginn.

Obwuel d'Brennstoffzell d'Charakteristike vun der Tatsaach huet, datt se net opluet, eng grouss Kapazitéit huet, eng héich spezifesch Kapazitéit huet a breet spezifescht Leeschtungsberäich huet, maachen hir héich Betribstemperatur, hiren héije Käschtepräis an hir niddreg Energiekonversiounseffizienz se awer nëmmen am Kommerzialiséierungsprozess verfügbar a gëtt a bestëmmte Kategorien agesat.

Bläi-Säure-Batterien hunn d'Virdeeler vun niddrege Käschten, reifer Technologie a héijer Sécherheet a gi wäit verbreet a Signalbasisstatiounen, Elektro-Vëloen, Autoen a beim Energiespeicher benotzt. Kuerz Bretter, déi d'Ëmwelt verschmotzen, kënnen den ëmmer méi héijen Ufuerderungen a Standarden fir Energiespeicherbatterien net erfëllen.

Ni-MH Batterien hunn d'Charakteristike vun enger staarker Flexibilitéit, engem niddrege Kaloriewäert, enger grousser Monomerkapazitéit a stabiler Entladungseigenschaften, awer hiert Gewiicht ass relativ grouss, an et gëtt vill Problemer beim Batterieseriemanagement, wat liicht dozou féiere kann, datt eenzel Batterieseparatoren schmëlzen.