Enerjî, wekî bingeha maddî ya pêşveçûna şaristaniya mirovahiyê, her tim roleke girîng lîstiye. Ew garantiyeke girîng e ji bo pêşveçûna civaka mirovan. Li gel av, hewa û xwarinê, ew şert û mercên pêwîst ji bo jiyana mirovan pêk tîne û rasterast bandorê li jiyana mirovan dike.

Pêşketina pîşesaziya enerjiyê ji "serdema" darê agir ber bi "serdema" komir, û dû re jî ji "serdema" komir ber bi "serdema" petrolê ve du veguherînên mezin derbas kiriye. Niha ew dest bi guhertina ji "serdema" petrolê ber bi "serdema" guherîna enerjiya nûjenkirî kiriye.

Ji komir wekî çavkaniya sereke di destpêka sedsala 19an de bigire heya petrol wekî çavkaniya sereke di nîvê sedsala 20an de, mirovan ji 200 salan zêdetir e ku enerjiya fosîl di pîvanek mezin de bi kar anîne. Lêbelê, avahiya enerjiya gerdûnî ya ku ji hêla enerjiya fosîl ve serdest e, dihêle ku ew êdî ji kêmbûna enerjiya fosîl dûr nekevin.

Sê hilgirên enerjiya fosîl ên kevneşopî yên ku ji hêla komir, petrol û gaza xwezayî ve têne temsîl kirin, dê di sedsala nû de bi lez xilas bibin, û di pêvajoya karanîn û şewitandinê de, ew ê bibe sedema bandora serayê, gelek gemaran çêbike, û jîngehê qirêj bike.

Ji ber vê yekê, pir girîng e ku girêdayîbûna bi enerjiya fosîl kêm bibe, avahiya karanîna enerjiya neaqilane ya heyî were guhertin, û li enerjiya nûjenkirî ya paqij û bê qirêjî were gerîn.

Niha, enerjiya nûjenbar bi giranî enerjiya bayê, enerjiya hîdrojenê, enerjiya rojê, enerjiya biyomasê, enerjiya geliyê û enerjiya jeotermal û hwd. dihewîne, û enerjiya bayê û enerjiya rojê navendên lêkolînê yên heyî li çaraliyê cîhanê ne.

Lêbelê, hîn jî veguherîn û hilanîna bi bandor a çavkaniyên enerjiya nûjenkirî yên cûrbecûr nisbeten dijwar e, ji ber vê yekê karanîna wan bi bandor dijwar dike.

Di vê rewşê de, ji bo ku mirov bikaribe enerjiya nûjenkirî ya nû bi awayekî bibandor bikar bîne, pêdivî ye ku teknolojiyeke nû ya hilanîna enerjiyê ya hêsan û bibandor were pêşxistin, ku ev jî di lêkolînên civakî yên heyî de xaleke germ e.

Niha, bataryayên lîtyûm-îyon, wekî yek ji bataryayên duyemîn ên herî bibandor, bi berfirehî di cîhazên cûrbecûr ên elektronîkî, veguhastin, hewavaniyê û warên din de têne bikar anîn. , perspektîfên pêşkeftinê dijwartir in.

Taybetmendiyên fîzîkî û kîmyewî yên sodyûm û lîtyûmê dişibin hev, û bandora hilanîna enerjiyê heye. Ji ber naveroka xwe ya dewlemend, belavbûna yekreng a çavkaniya sodyûmê, û bihayê xwe yê kêm, ew di teknolojiya hilanîna enerjiyê ya mezin de tê bikar anîn, ku xwedan taybetmendiyên lêçûna kêm û karîgeriya bilind e.

Materyalên elektrodên erênî û neyînî yên bataryayên îyonên sodyûmê ev in: pêkhateyên metalên veguhêz ên qatqatî, polîanyon, fosfatên metalên veguhêz, nanopartikulên navik-qalik, pêkhateyên metalî, karbona hişk û hwd.

Karbon, wekî elementek ku di xwezayê de rezervên wê pir zêde ne, erzan û hêsan tê bidestxistin, û wekî materyalek anodê ji bo bataryayên sodyûm-îyon gelek nasname bi dest xistiye.

Li gorî pileya grafîtkirinê, materyalên karbonê dikarin bibin du kategoriyan: karbona grafîtîk û karbona amorf.

Karbona hişk, ku aîdî karbona amorf e, kapasîteyeke taybetî ya hilanîna sodyûmê 300mAh/g nîşan dide, lê materyalên karbonê yên bi pileya bilindtir a grafîtkirinê ji ber rûbera wan a mezin û rêkûpêkiya wan a xurt dijwar e ku ji bo karanîna bazirganî werin bikar anîn.

Ji ber vê yekê, materyalên karbonê yên hişk ên ne-grafît bi piranî di lêkolînên pratîkî de têne bikar anîn.

Ji bo baştirkirina performansa materyalên anod ji bo bataryayên sodyûm-îyon, hîdrofîlîtî û konduktîvîteya materyalên karbonê dikare bi rêya dopîngkirina îyonê an jî tevlihevkirinê were baştirkirin, ku ev dikare performansa hilanîna enerjiyê ya materyalên karbonê zêde bike.

Wek materyalê elektroda neyînî yê bataryayên îyonên sodyûmê, pêkhateyên metalî bi giranî karbîd û nîtrîdên metalî yên du-alî ne. Ji bilî taybetmendiyên hêja yên materyalên du-alî, ew ne tenê dikarin îyonên sodyûmê bi rêya adsorpsiyon û înterkalasyonê hilînin, lê di heman demê de bi sodyûmê re jî têne hev. Têkeliya îyonan bi rêya reaksiyonên kîmyewî ji bo hilanîna enerjiyê kapasîte çêdike, bi vî rengî bandora hilanîna enerjiyê pir baştir dike.

Ji ber lêçûna bilind û dijwarbûna bidestxistina pêkhateyên metalî, materyalên karbonê hîn jî materyalên anod ên sereke ji bo bataryayên sodyûm-îyon in.

Derketina holê ya pêkhateyên metalên veguhêz ên qatqatî piştî keşfkirina grafînê ye. Niha, materyalên du-alî yên ku di bataryayên sodyûm-îyon de têne bikar anîn bi giranî NaxMO4, NaxCoO4, NaxMnO4, NaxVO4, NaxFeO4, û hwd. yên qatqatî yên li ser bingeha sodyûmê ne.

Materyalên elektrodên erênî yên polîanyonîk pêşî di elektrodên erênî yên bataryayên lîtyum-îyon de hatine bikar anîn, û paşê di bataryayên sodyum-îyon de jî hatine bikar anîn. Materyalên nûner ên girîng krîstalên olîvîn ên wekî NaMnPO4 û NaFePO4 ne.

Fosfata metalên veguhêz di destpêkê de wekî materyalek elektroda pozîtîf di bataryayên lîtyum-îyon de dihat bikar anîn. Pêvajoya sentezê nisbeten gihîştiye û gelek avahiyên krîstal hene.

Fosfat, wekî avahiyek sê-alî, avahiyek çarçoveyek ava dike ku ji bo veqetandin û navberkirina iyonên sodyûmê guncan e, û dûv re pîlên sodyûm-iyon bi performansa hilanîna enerjiyê ya hêja bi dest dixe.

Materyalê avahiya navik-qalik cureyekî nû yê materyalê anod e ji bo bataryayên sodyûm-îyon ku di salên dawî de derketiye holê. Li ser bingeha materyalên orîjînal, ev materyal bi saya sêwirana avahiyî ya bêhempa avahiyek vala bi dest xistiye.

Materyalên avahiya navik-qalikê yên herî berbelav nanokûbên kobalt selenîdê yên vala, nanosferên sodyûm vanadata navik-qalikê yên bi Fe-N ve girêdayî, nanosferên oksîda qalayê ya karbonê ya vala ya poroz û strukturên din ên vala ne.

Ji ber taybetmendiyên wê yên hêja, digel avahiya xwe ya vala û poroz a efsûnî, çalakiya elektroşîmyayî ya bêtir li ser elektrolîtê tê danîn, û di heman demê de, ew tevgera îyonê ya elektrolîtê jî pir zêde dike da ku depoya enerjiyê ya bi bandor bi dest bixe.

Enerjiya nûjenkirî ya cîhanî berdewam dike ku zêde bibe, û pêşkeftina teknolojiya hilanîna enerjiyê pêş dixe.

Niha, li gorî rêbazên cûda yên hilanîna enerjiyê, ew dikare were dabeş kirin hilanîna enerjiya fîzîkî û hilanîna enerjiya elektrokîmyayî.

Depokirina enerjiya elektroşîmyayî ji ber avantajên wê yên ewlehiya bilind, lêçûna kêm, karanîna nerm û karîgeriya bilind, standardên pêşkeftina teknolojiya depokirina enerjiya nû ya îroyîn digihîne.

Li gorî pêvajoyên reaksiyonên elektroşîmyayî yên cûda, çavkaniyên hêza hilanîna enerjiya elektroşîmyayî bi giranî superkapasîtor, bataryayên asîda ser-pêl, bataryayên hêza sotemeniyê, bataryayên hîdrîd ên nîkel-metal, bataryayên sodyûm-sulfur û bataryayên lîtyûm-îyon in.

Di teknolojiya hilanîna enerjiyê de, materyalên elektrodên nerm ji ber cûrbecûr sêwirana xwe, nermbûn, lêçûna kêm û taybetmendiyên parastina jîngehê bala gelek zanyaran kişandiye ser xwe.

Materyalên karbonê xwedî îstîqrara termokîmyayî ya taybet, rêberiya elektrîkê ya baş, berxwedana bilind, û taybetmendiyên mekanîkî yên neasayî ne, ku wan ji bo bataryayên lîtyum-îyon û bataryayên sodyum-îyon dike elektrodên sozdar.

Superkapasîtor dikarin di bin şert û mercên herikîna bilind de bi lez werin şarj kirin û vala kirin, û temenê wan ê çerxê ji 100,000 caran zêdetir e. Ew cureyek nû ya dabînkirina hêzê ya depokirina enerjiya elektroşîmyayî ya taybet di navbera kapasîtor û bataryayan de ne.

Superkapasîtor xwedî taybetmendiyên dendika hêzê ya bilind û rêjeya veguherîna enerjiyê ya bilind in, lê dendika enerjiya wan kêm e, ew meyla xwe-dakêşanê dikin, û dema ku bi xeletî werin bikar anîn meyla rijandina elektrolîtê dikin.

Her çend şaneya hêza sotemeniyê xwedî taybetmendiyên bê şarjkirin, kapasîteya mezin, kapasîteya taybetî ya bilind û rêza hêza taybetî ya fireh be jî, germahiya xebitandina wê ya bilind, bihayê lêçûnê yê bilind, û karîgeriya veguherîna enerjiyê ya kêm dike ku ew tenê di pêvajoya bazirganîkirinê de peyda bibe û di hin kategoriyan de were bikar anîn.

Pîlên asîda serşokê xwedî avantajên erzanbûn, teknolojiya pêşketî û ewlehiya bilind in, û bi berfirehî di stasyonên sînyalê, bisiklêtên elektrîkê, otomobîlan û depokirina enerjiya şebekeyê de hatine bikar anîn. Qertayên kurt ên wekî qirêjkirina jîngehê nikarin hewcedarî û pîvanên ku her ku diçe bilindtir dibin ji bo pîlên depokirina enerjiyê bicîh bînin.

Bateriyên Ni-MH xwedî taybetmendiyên piralîbûneke xurt, nirxa kaloriyê ya nizm, kapasîteya monomer a mezin, û taybetmendiyên daxistina stabîl in, lê giraniya wan nisbeten mezin e, û di rêveberiya rêzefîlma bateriyan de gelek pirsgirêk hene, ku dikarin bi hêsanî bibin sedema helandina veqetandinên yekane yên bateriyan.