Energiak, giza zibilizazioaren aurrerapenaren oinarri material gisa, beti izan du zeregin garrantzitsua.Giza gizartearen garapenerako ezinbesteko bermea da.Urarekin, airearekin eta elikagaiekin batera, gizakiaren biziraupenerako beharrezko baldintzak osatzen ditu eta zuzenean eragiten du gizakiaren bizitzan..

Energiaren industriaren garapenak bi eraldaketa handi jasan ditu su-egurraren “garaitik” ikatzaren “arora” eta, ondoren, ikatzaren “garaitik” petrolioaren “arora”.Orain petrolioaren “garaitik” energia berriztagarrien aldaketaren “arora” aldatzen hasi da.

mendearen hasieran ikatza iturri nagusi gisa hasi eta petrolioaren iturri nagusi gisa XX. mendearen erdialdean, gizakiak 200 urte baino gehiago daramatza eskala handian energia fosilak erabili.Hala ere, energia fosilak nagusi den energia-egitura globalak energia fosilaren agortzetik ez du urruti geratzen.

Ikatza, petrolioa eta gas naturala ordezkatzen duten energia fosilen hiru eramaile ekonomikoak azkar agortuko dira mende berrian, eta erabilera eta errekuntza prozesuan, berotegi efektua ere eragingo du, kutsatzaile kopuru handia sortuko du eta kutsatuko du. Ingurumena.

Hori dela eta, ezinbestekoa da energia fosilarekiko menpekotasuna murriztea, dagoen energiaren erabilera irrazionalaren egitura aldatzea eta energia berriztagarri berriak garbi eta kutsadurarik gabekoak bilatzea.

Gaur egun, energia berriztagarriek batez ere energia eolikoa, hidrogenoa, eguzki-energia, biomasa-energia, marea-energia eta energia geotermikoa eta abar hartzen ditu barne, eta energia eolikoa eta eguzki-energia dira egungo ikerketa-guneak mundu osoan.

Hala ere, oraindik nahiko zaila da hainbat energia-iturri berriztagarrien bihurketa eta biltegiratze eraginkorra lortzea, eta, ondorioz, horiek modu eraginkorrean erabiltzea zaila da.

Kasu honetan, gizakiek energia berriztagarri berrien erabilera eraginkorra dela jabetzeko, beharrezkoa da energia biltegiratzeko teknologia berri erosoa eta eraginkorra garatzea, egungo gizarte-ikerketetan ere puntu beroa dena.

Gaur egun, litio-ioizko bateriak, bigarren mailako bateria eraginkorrenetako bat bezala, asko erabili dira hainbat gailu elektronikotan, garraioan, aeroespazialetan eta beste esparru batzuetan., garapen-aukerak zailagoak dira.

Sodioaren eta litioaren propietate fisikoak eta kimikoak antzekoak dira eta energia biltegiratzeko eragina du.Eduki aberatsa, sodio iturriaren banaketa uniformea ​​eta prezio baxua direla eta, eskala handiko energia biltegiratzeko teknologian erabiltzen da, kostu baxuko eta eraginkortasun handiko ezaugarriak dituena.

Sodio ioietako baterien elektrodo positibo eta negatiboen materialak geruzetako trantsizio-metal konposatuak, polianioiak, trantsizio-metal fosfatoak, core-shell nanopartikulak, metal-konposatuak, karbono gogorra, etab.

Naturan erreserba oso ugariak dituen elementu gisa, karbonoa merkea eta lortzeko erraza da, eta aitorpen handia lortu du sodio-ioizko baterien anodo-material gisa.

Grafitizazio-mailaren arabera, karbono-materialak bi kategoriatan bana daitezke: karbono grafitikoa eta karbono amorfoa.

Karbono gogorrak, karbono amorfoari dagokiona, 300mAh/g-ko sodioa biltegiratzeko ahalmen espezifikoa erakusten du, eta grafitizazio-maila handiagoa duten karbono-materialak, berriz, zailak dira erabilera komertziala betetzea, azalera handia eta ordena sendoa direla eta.

Hori dela eta, grafitozko karbono gogorrak ez diren materialak ikerketa praktikoan erabiltzen dira batez ere.

Sodio-ioizko baterien anodo materialen errendimendua are gehiago hobetzeko, karbono-materialen hidrofilia eta eroankortasuna hobetu daitezke ioi-dopazioaren edo konposaketaren bidez, eta horrek karbono-materialen energia biltegiratzeko errendimendua hobetu dezake.

Sodio ioi bateriaren elektrodo negatiboa den material gisa, konposatu metalikoak bi dimentsioko metal karburoak eta nitruroak dira batez ere.Bi dimentsioko materialen ezaugarri bikainez gain, sodio ioiak adsortzio eta interkalazio bidez gorde ditzakete, baizik eta sodioarekin konbinatu Ioien konbinazioak kapazitatea sortzen du energia biltegiratzeko erreakzio kimikoen bidez, eta horrela energia biltegiratzeko efektua asko hobetzen du.

Konposatu metalikoak lortzeko kostu handia eta zailtasuna dela eta, karbono-materialak dira oraindik sodio-ioizko baterien anodo-material nagusiak.

Geruzatutako trantsizio-metal konposatuen gorakada grafenoa aurkitu ondoren gertatu da.Gaur egun, sodio-ioi baterietan erabiltzen diren bi dimentsioko materialen artean, batez ere, sodio-oinarritutako geruzetako NaxMO4, NaxCoO4, NaxMnO4, NaxVO4, NaxFeO4, etab.

Elektrodo positibo polianionikoen materialak litio-ioizko bateriaren elektrodo positiboetan erabili ziren lehenik, eta sodio-ioizko baterietan erabili ziren gero.Material adierazgarri garrantzitsuak NaMnPO4 eta NaFePO4 bezalako olibino kristalak dira.

Trantsizio metal fosfatoa hasieran elektrodo positibo gisa erabiltzen zen litio-ioizko baterietan.Sintesi-prozesua heldu samarra da eta kristal-egitura asko daude.

Fosfatoak, hiru dimentsioko egitura gisa, sodio ioien desinterkalazio eta interkalaziorako egokia den esparru-egitura bat eraikitzen du, eta, ondoren, energia biltegiratzeko errendimendu bikaina duten sodio-ioi bateriak lortzen ditu.

Nukleo-eskolaren egitura materiala sodio-ioizko baterien anodo-material mota berri bat da, azken urteotan soilik sortu dena.Jatorrizko materialetan oinarrituta, material honek egitura hutsa lortu du egitura diseinu bikainaren bidez.

Nukleo-oskolaren egitura-material ohikoenak kobalto-seleniuroaren nanokubo hutsak, Fe-N dopatutako core-shell sodio vanadato nanoesferak, karbono hutsal porotsuak eztainu oxido nanoesferak eta beste egitura hutsak dira.

Bere ezaugarri bikainengatik, egitura huts eta porotsu magikoarekin batera, elektrolitoaren jarduera elektrokimiko gehiago jasaten da, eta, aldi berean, elektrolitoaren ioien mugikortasuna ere asko sustatzen du energia biltegiratze eraginkorra lortzeko.

Mundu mailako energia berriztagarriek gora egiten jarraitzen dute, energia biltegiratzeko teknologiaren garapena sustatuz.

Gaur egun, energia biltegiratzeko metodo ezberdinen arabera, energia fisikoaren metaketa eta energia elektrokimikoen biltegiratzeetan bana daiteke.

Energia biltegiratze elektrokimikoak gaur egungo energia biltegiratzeko teknologia berriaren garapen estandarrak betetzen ditu segurtasun handiko, kostu baxuko, erabilera malguko eta eraginkortasun handiko abantailengatik.

Erreakzio elektrokimikoko prozesu ezberdinen arabera, energia elektrokimikoa biltegiratzeko potentzia-iturriek batez ere superkondentsadoreak, berun-azidozko bateriak, erregai-energiako bateriak, nikel-metal hidrurozko bateriak, sodio-sufrezko bateriak eta litio-ioizko bateriak dira.

Energia biltegiratzeko teknologian, elektrodo malguko materialek zientzialari askoren ikerketa-interesak erakarri dituzte diseinu-aniztasuna, malgutasuna, kostu txikia eta ingurumena babesteko ezaugarriengatik.

Karbonozko materialek egonkortasun termokimiko berezia, eroankortasun elektriko ona, indar handia eta ezohiko propietate mekanikoak dituzte, litio-ioizko piletarako eta sodio-ioizko piletarako elektrodo itxaropentsuak bihurtuz.

Superkondentsadoreak azkar kargatu eta deskargatu daitezke korronte handiko baldintzetan, eta 100.000 aldiz baino gehiagoko ziklo-bizitza dute.Kondentsadoreen eta baterien arteko energia elektrokimikoen biltegiratze-hornidura berezi mota berri bat dira.

Superkondentsadoreek potentzia dentsitate handiko eta energia bihurtze tasa handiko ezaugarriak dituzte, baina haien energia dentsitatea baxua da, autodeskargatzeko joera dute eta elektrolito-ihesak izateko joera dute gaizki erabiltzen direnean.

Erregai-potentzia-zelulak kargarik ez izatea, edukiera handia, gaitasun espezifiko handia eta potentzia sorta zabala dituen ezaugarriak baditu ere, funtzionamendu-tenperatura altuak, kostu-prezio altua eta energia bihurtze-eraginkortasun baxua merkaturatzeko prozesuan soilik erabilgarri egiten dute.kategoria jakin batzuetan erabiltzen da.

Berun-azidozko bateriak kostu baxuaren, teknologia helduaren eta segurtasun handiko abantailak dituzte, eta oso erabiliak izan dira seinalearen oinarrizko estazioetan, bizikleta elektrikoetan, automobiletan eta sareko energia biltegietan.Ingurumena kutsatzea bezalako taula laburrek ezin dituzte energia biltegiratzeko baterien eskakizun eta estandar gero eta handiagoak bete.

Ni-MH bateriek aldakortasun sendoa, kaloria-balio baxua, monomero-ahalmen handia eta deskarga-ezaugarri egonkorrak dituzte, baina haien pisua nahiko handia da, eta bateriaren serieen kudeaketan arazo asko daude, eta horrek erraz urtzea eragin dezake. bateria-bereizleak.