Bəşər sivilizasiyasının tərəqqisinin maddi əsası olan enerji həmişə mühüm rol oynamışdır.Bu, insan cəmiyyətinin inkişafı üçün əvəzsiz təminatdır.Su, hava, qida ilə birlikdə insanın yaşaması üçün zəruri şərtləri təşkil edir və insan həyatına birbaşa təsir göstərir..

Enerji sənayesinin inkişafı odun “erası”ndan kömür “erası”na, sonra isə kömür “erası”ndan neftin “erası”na qədər iki böyük transformasiyaya məruz qalmışdır.İndi o, neftin “erası”ndan bərpa olunan enerjinin dəyişməsi “erası”na keçməyə başlayıb.

19-cu əsrin əvvəllərində əsas mənbə kimi kömürdən tutmuş, 20-ci əsrin ortalarında əsas mənbə kimi neftə qədər insanlar 200 ildən artıqdır ki, fosil enerjisindən geniş miqyasda istifadə ediblər.Bununla belə, fosil enerjisinin üstünlük təşkil etdiyi qlobal enerji strukturu onu artıq fosil enerjinin tükənməsindən uzaqlaşdırmır.

Kömür, neft və təbii qazla təmsil olunan üç ənənəvi fosil enerji iqtisadi daşıyıcısı yeni əsrdə sürətlə tükənəcək, istifadə və yanma prosesində də istixana effektinə səbəb olacaq, böyük miqdarda çirkləndiricilər əmələ gətirəcək və çirkləndirəcək. ətraf Mühit.

Buna görə də, fosil enerjisindən asılılığı azaltmaq, mövcud irrasional enerji istifadə strukturunu dəyişdirmək, təmiz və çirklənmədən yeni bərpa olunan enerji axtarmaq vacibdir.

Hazırda bərpa olunan enerjiyə əsasən külək enerjisi, hidrogen enerjisi, günəş enerjisi, biokütlə enerjisi, gelgit enerjisi və geotermal enerji və s. daxildir və külək enerjisi və günəş enerjisi bütün dünyada aktual tədqiqat nöqtələridir.

Bununla belə, müxtəlif bərpa olunan enerji mənbələrinin səmərəli çevrilməsinə və saxlanmasına nail olmaq hələ də nisbətən çətindir, beləliklə də onlardan səmərəli istifadəni çətinləşdirir.

Bu halda, insanlar tərəfindən yeni bərpa olunan enerjidən səmərəli istifadəni həyata keçirmək üçün müasir sosial tədqiqatlarda qaynar nöqtə olan rahat və səmərəli yeni enerji saxlama texnologiyasını inkişaf etdirmək lazımdır.

Hal-hazırda litium-ion batareyalar ən səmərəli ikincil batareyalardan biri kimi müxtəlif elektron cihazlarda, nəqliyyatda, aerokosmik və digər sahələrdə geniş istifadə olunur., inkişaf perspektivləri daha çətindir.

Natrium və litiumun fiziki və kimyəvi xassələri oxşardır və enerji saxlama effektinə malikdir.Zəngin tərkibinə, natrium mənbəyinin vahid paylanmasına və aşağı qiymətə görə aşağı qiymət və yüksək səmərəlilik xüsusiyyətlərinə malik olan geniş miqyaslı enerji saxlama texnologiyasında istifadə olunur.

Natrium ion batareyalarının müsbət və mənfi elektrod materiallarına laylı keçid metal birləşmələri, polianionlar, keçid metal fosfatları, nüvəli nanohissəciklər, metal birləşmələri, sərt karbon və s.

Təbiətdə olduqca zəngin ehtiyatlara malik bir element kimi karbon ucuzdur və əldə etmək asandır və natrium-ion batareyaları üçün anod materialı kimi çox tanınıb.

Qrafitləşmə dərəcəsinə görə karbon materialları iki kateqoriyaya bölünə bilər: qrafit karbon və amorf karbon.

Amorf karbona aid olan sərt karbon 300mAh/g natrium saxlama qabiliyyətinə malikdir, daha yüksək qrafitləşmə dərəcəsinə malik karbon materiallarının böyük səth sahəsi və güclü nizamı səbəbindən kommersiya məqsədləri üçün istifadəsi çətindir.

Buna görə də praktiki tədqiqatlarda əsasən qeyri-qrafit sərt karbon materiallarından istifadə olunur.

Natrium-ion batareyaları üçün anod materiallarının işini daha da yaxşılaşdırmaq üçün karbon materiallarının hidrofilikliyi və keçiriciliyi ion əlavələri və ya birləşmələr vasitəsilə yaxşılaşdırıla bilər ki, bu da karbon materiallarının enerji saxlama qabiliyyətini artıra bilər.

Natrium ion batareyasının mənfi elektrod materialı olaraq, metal birləşmələr əsasən iki ölçülü metal karbidlər və nitridlərdir.İki ölçülü materialların əla xüsusiyyətlərinə əlavə olaraq, onlar yalnız adsorbsiya və interkalasiya yolu ilə natrium ionlarını saxlaya bilməz, həm də natrium ilə birləşə bilərlər.

Yüksək qiymətə və metal birləşmələrin əldə edilməsinin çətinliyinə görə, karbon materialları hələ də natrium-ion batareyaları üçün əsas anod materiallarıdır.

Laylı keçid metal birləşmələrinin yüksəlişi qrafenin kəşfindən sonradır.Hal-hazırda, natrium-ion batareyalarında istifadə olunan iki ölçülü materiallar, əsasən, natrium əsaslı qatlı NaxMO4, NaxCoO4, NaxMnO4, NaxVO4, NaxFeO4 və s.

Polianion müsbət elektrod materialları əvvəlcə litium-ion batareyanın müsbət elektrodlarında istifadə edildi və daha sonra natrium-ion batareyalarında istifadə edildi.Əhəmiyyətli nümayəndəlik materiallarına NaMnPO4 və NaFePO4 kimi olivin kristalları daxildir.

Keçid metal fosfat əvvəlcə litium-ion batareyalarında müsbət elektrod materialı kimi istifadə edilmişdir.Sintez prosesi nisbətən yetkindir və bir çox kristal strukturları var.

Fosfat, üç ölçülü bir quruluş olaraq, natrium ionlarının deinterkalasiyası və interkalasiyası üçün əlverişli bir çərçivə quruluşu qurur və sonra əla enerji saxlama performansına malik natrium-ion batareyaları əldə edir.

Əsas qabıq quruluşu materialı natrium-ion batareyaları üçün yalnız son illərdə ortaya çıxan yeni bir anod materialıdır.Orijinal materiallara əsaslanaraq, bu material incə struktur dizaynı sayəsində içi boş bir quruluş əldə etdi.

Daha çox yayılmış nüvə qabığı strukturu materiallarına içi boş kobalt selenid nanokubları, Fe-N ilə birgə qatqılı nüvə qabığı natrium vanadat nanosferləri, məsaməli karbon içi boş qalay oksid nanosferləri və digər içi boş strukturlar daxildir.

Sehrli içi boş və məsaməli quruluşu ilə birləşən əla xüsusiyyətlərinə görə, elektrolitə daha çox elektrokimyəvi aktivlik təsir göstərir və eyni zamanda, enerjinin səmərəli saxlanmasına nail olmaq üçün elektrolitin ion hərəkətliliyini böyük dərəcədə təşviq edir.

Qlobal bərpa olunan enerji yüksəlməkdə davam edir və enerji saxlama texnologiyasının inkişafına təkan verir.

Hal-hazırda, müxtəlif enerji saxlama üsullarına görə, onu fiziki enerji saxlama və elektrokimyəvi enerji saxlama bölməsinə bölmək olar.

Elektrokimyəvi enerji anbarı yüksək təhlükəsizlik, aşağı qiymət, çevik istifadə və yüksək səmərəlilik üstünlüklərinə görə bugünkü yeni enerji saxlama texnologiyasının inkişaf standartlarına cavab verir.

Müxtəlif elektrokimyəvi reaksiya proseslərinə görə, elektrokimyəvi enerji saxlama enerji mənbələrinə əsasən superkondensatorlar, qurğuşun-turşu batareyaları, yanacaq enerjisi batareyaları, nikel-metal hidrid batareyaları, natrium-kükürdlü batareyalar və litium-ion batareyalar daxildir.

Enerji saxlama texnologiyasında çevik elektrod materialları dizayn müxtəlifliyi, çeviklik, aşağı qiymət və ətraf mühitin mühafizəsi xüsusiyyətlərinə görə bir çox elm adamının tədqiqat maraqlarını cəlb etmişdir.

Karbon materialları xüsusi termokimyəvi dayanıqlığa, yaxşı elektrik keçiriciliyinə, yüksək möhkəmliyə və qeyri-adi mexaniki xüsusiyyətlərə malikdir, bu da onları litium-ion batareyaları və natrium-ion batareyaları üçün perspektivli elektrodlara çevirir.

Superkondensatorlar yüksək cərəyan şəraitində tez bir zamanda doldurula və boşaldıla bilər və dövriyyə müddəti 100.000 dəfədən çox olur.Onlar kondansatörlər və batareyalar arasında xüsusi elektrokimyəvi enerji saxlama enerji təchizatının yeni növüdür.

Superkondensatorlar yüksək güc sıxlığı və yüksək enerji çevrilmə sürəti xüsusiyyətlərinə malikdir, lakin onların enerji sıxlığı aşağıdır, öz-özünə boşalmağa meyllidirlər və düzgün istifadə edilmədikdə elektrolit sızmasına meyllidirlər.

Yanacaq enerjisi elementinin doldurulma, böyük tutum, yüksək xüsusi tutum və geniş xüsusi güc diapazonu xüsusiyyətlərinə malik olmasına baxmayaraq, onun yüksək işləmə temperaturu, yüksək qiymət qiyməti və aşağı enerjiyə çevrilmə səmərəliliyi onu yalnız kommersiyalaşdırma prosesində əldə etmək imkanı verir.müəyyən kateqoriyalarda istifadə olunur.

Qurğuşun-turşu batareyaları aşağı qiymət, yetkin texnologiya və yüksək təhlükəsizlik üstünlüklərinə malikdir və siqnal baza stansiyalarında, elektrikli velosipedlərdə, avtomobillərdə və şəbəkə enerjisinin saxlanmasında geniş istifadə olunur.Ətraf mühitin çirklənməsi kimi qısa lövhələr enerji saxlama batareyaları üçün getdikcə artan tələblərə və standartlara cavab verə bilməz.

Ni-MH batareyaları güclü çox yönlülük, aşağı kalorili dəyər, böyük monomer tutumu və sabit boşalma xüsusiyyətlərinə malikdir, lakin onların çəkisi nisbətən böyükdür və batareya seriyasının idarə edilməsində bir çox problem var ki, bu da tək batareyanın asanlıqla əriməsinə səbəb ola bilər. batareya ayırıcıları.