인류 문명 발전의 물질적 기반인 에너지는 언제나 중요한 역할을 해왔습니다.이는 인류사회의 발전을 위해 없어서는 안 될 보장입니다.물, 공기, 음식과 함께 인간의 생존에 필요한 조건을 구성하며 인간의 삶에 직접적인 영향을 미칩니다..

에너지 산업의 발전은 장작의 '시대'에서 석탄의 '시대'로, 그리고 석탄의 '시대'에서 석유의 '시대'로 두 번의 큰 전환을 겪었습니다.이제 석유의 '시대'에서 재생에너지 변화의 '시대'로 바뀌기 시작했습니다.

19세기 초 석탄을 주요 공급원으로 시작하여 20세기 중반 석유를 주요 공급원으로 삼기까지 인류는 200년 넘게 화석에너지를 대규모로 사용해 왔습니다.그러나 화석에너지가 지배하는 글로벌 에너지 구조는 더 이상 화석에너지의 고갈을 피할 수 없게 만들고 있다.

석탄, 석유, 천연가스로 대표되는 전통적인 화석에너지 3대 경제 운반체는 새 세기에 급속히 고갈될 것이며, 사용과 연소 과정에서도 온실효과를 일으키고 다량의 오염물질을 발생시키며 환경을 오염시킬 것입니다. 환경.

따라서 화석에너지에 대한 의존도를 줄이고, 기존의 불합리한 에너지 사용구조를 변화시키며, 깨끗하고 오염이 없는 신재생에너지를 모색하는 것이 반드시 필요합니다.

현재 재생 가능 에너지에는 주로 풍력 에너지, 수소 에너지, 태양 에너지, 바이오매스 에너지, 조력 에너지, 지열 에너지 등이 포함되며 풍력 에너지와 태양 에너지는 현재 전 세계적으로 연구 핫스팟입니다.

그러나 다양한 재생에너지원의 효율적인 전환과 저장은 여전히 ​​상대적으로 어려워 효과적으로 활용하기 어려운 실정이다.

이때, 인류에 의한 신재생에너지의 효과적인 활용을 실현하기 위해서는 편리하고 효율적인 신에너지 저장기술의 개발이 필요하며, 이는 현재 사회연구에서도 핫스팟이기도 하다.

현재 리튬이온전지는 가장 효율적인 이차전지 중 하나로 다양한 전자기기, 운송, 항공우주 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다., 개발 전망이 더 어렵습니다.

나트륨과 리튬은 물리적, 화학적 성질이 유사하며 에너지 저장 효과가 있습니다.풍부한 함량, 나트륨 공급원의 균일한 분포, 저렴한 가격으로 인해 대규모 에너지 저장 기술에 사용되며, 이는 저비용 고효율의 특성을 가지고 있습니다.

나트륨 이온 배터리의 양극 및 음극 재료에는 층상 전이 금속 화합물, 다중 음이온, 전이 금속 인산염, 코어-쉘 나노 입자, 금속 화합물, 경질 탄소 등이 포함됩니다.

탄소는 자연계에 매장량이 매우 풍부한 원소로 가격이 저렴하고 구하기 쉬우며, 나트륨이온전지용 음극재로 많은 인지도를 얻고 있다.

흑연화 정도에 따라 탄소 재료는 흑연 탄소와 비정질 탄소의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

비정질 탄소에 속하는 하드카본은 나트륨 저장비용량이 300mAh/g에 달하는 반면, 흑연화도가 높은 탄소재료는 표면적이 크고 질서가 강해 상업적 이용이 어렵다.

따라서 비흑연 경질 탄소 재료는 주로 실제 연구에 사용됩니다.

나트륨이온전지용 음극재의 성능을 더욱 향상시키기 위해서는 이온 도핑이나 컴파운딩을 통해 탄소재료의 친수성과 전도성을 향상시켜 탄소재료의 에너지 저장 성능을 향상시킬 수 있다.

나트륨 이온 배터리의 음극 재료로서 금속 화합물은 주로 2차원 금속 탄화물과 질화물입니다.2차원 물질의 우수한 특성에 더해 나트륨 이온을 흡착과 삽입으로 저장할 수 있을 뿐만 아니라 나트륨과 결합하여 에너지 저장을 위한 화학반응을 통해 정전용량을 생성함으로써 에너지 저장 효과를 크게 향상시킨다.

금속 화합물을 얻기가 어렵고 비용이 높기 때문에 탄소 소재는 여전히 나트륨 이온 배터리의 주요 음극 소재입니다.

층상 전이 금속 화합물의 등장은 그래핀의 발견 이후입니다.현재 나트륨 이온 배터리에 사용되는 2차원 재료에는 주로 나트륨 기반 층상 NaxMO4, NaxCoO4, NaxMnO4, NaxVO4, NaxFeO4 등이 포함됩니다.

다중음이온 양극 재료는 리튬 이온 배터리 양극에 처음 사용되었으며 나중에 나트륨 이온 배터리에 사용되었습니다.중요한 대표적인 물질로는 NaMnPO4, NaFePO4와 같은 감람석 결정이 있다.

전이금속 인산염은 원래 리튬이온 배터리의 양극 재료로 사용되었습니다.합성 과정은 비교적 성숙하고 결정 구조가 많습니다.

인산염은 3차원 구조로서 나트륨 이온의 탈삽입 및 삽입에 도움이 되는 뼈대 구조를 구축하여 에너지 저장 성능이 뛰어난 나트륨 이온 배터리를 얻습니다.

코어-쉘 구조 소재는 최근 몇 년간 등장한 새로운 형태의 나트륨이온 배터리용 양극 소재다.원재료를 바탕으로 절묘한 구조설계를 통해 중공구조를 구현한 소재입니다.

보다 일반적인 코어-쉘 구조 재료에는 속이 빈 코발트 셀렌화물 나노큐브, Fe-N 공동 도핑된 코어-쉘 나트륨 바나듐산염 나노구, 다공성 탄소 속이 빈 주석 산화물 나노구 및 기타 속이 빈 구조가 포함됩니다.

뛰어난 특성과 마법의 중공 및 다공성 구조로 인해 전해질에 더 많은 전기 화학적 활성이 노출되는 동시에 전해질의 이온 이동도를 크게 촉진하여 효율적인 에너지 저장을 달성합니다.

전 세계적으로 재생에너지가 지속적으로 증가하면서 에너지 저장 기술의 발전이 촉진되고 있습니다.

현재 에너지 저장 방식에 따라 물리적 에너지 저장과 전기화학적 에너지 저장으로 나눌 수 있다.

전기화학적 에너지 저장은 높은 안전성, 저비용, 유연한 사용 및 고효율이라는 장점으로 인해 오늘날의 새로운 에너지 저장 기술의 개발 표준을 충족합니다.

다양한 전기화학 반응 과정에 따라 전기화학 에너지 저장 전원에는 주로 슈퍼커패시터, 납축전지, 연료전지, 니켈수소전지, 나트륨황 배터리, 리튬이온 배터리가 포함됩니다.

에너지 저장 기술에서 유연한 전극 재료는 설계 다양성, 유연성, 저비용 및 환경 보호 특성으로 인해 많은 과학자들의 연구 관심을 끌었습니다.

탄소 재료는 특별한 열화학적 안정성, 우수한 전기 전도성, 높은 강도 및 특이한 기계적 특성을 갖고 있어 리튬 이온 배터리 및 나트륨 이온 배터리용 전극으로 유망합니다.

슈퍼커패시터는 고전류 조건에서 신속하게 충전 및 방전될 수 있으며 사이클 수명이 100,000회 이상입니다.이는 커패시터와 배터리 사이의 새로운 유형의 특수 전기화학 에너지 저장 전원 공급 장치입니다.

슈퍼커패시터는 높은 전력밀도와 높은 에너지 전환율이라는 특성을 갖고 있지만, 에너지 밀도가 낮고 자가방전이 일어나기 쉬우며 부적절하게 사용할 경우 전해질 누출이 발생하기 쉽다.

연료전지는 무충전, 대용량, 높은 비용량, 넓은 비동력 범위 등의 특성을 가지지만, 높은 작동 온도와 높은 원가, 낮은 에너지 변환 효율로 인해 상용화 과정에서만 이용 가능하다.특정 카테고리에 사용됩니다.

납산 배터리는 저비용, 성숙한 기술 및 높은 안전성이라는 장점을 갖고 있으며 신호 기지국, 전기 자전거, 자동차 및 그리드 에너지 저장 장치에 널리 사용되었습니다.환경 오염과 같은 짧은 기판은 점점 더 높아지는 에너지 저장 배터리 요구 사항과 표준을 충족할 수 없습니다.

Ni-MH 배터리는 강력한 다용성, 낮은 발열량, 큰 모노머 용량, 안정적인 방전 특성 등의 특성을 갖고 있지만 무게가 상대적으로 크고 배터리 시리즈 관리에 많은 문제가 있어 단일 배터리가 쉽게 녹을 수 있습니다. 배터리 분리기.