శక్తి, మానవ నాగరికత యొక్క పురోగతికి భౌతిక ప్రాతిపదికగా, ఎల్లప్పుడూ ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది.మానవ సమాజ అభివృద్ధికి ఇది ఒక అనివార్యమైన హామీ.నీరు, గాలి మరియు ఆహారంతో కలిసి, ఇది మానవ మనుగడకు అవసరమైన పరిస్థితులను ఏర్పరుస్తుంది మరియు నేరుగా మానవ జీవితాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది..

ఇంధన పరిశ్రమ యొక్క అభివృద్ధి కట్టెల "యుగం" నుండి బొగ్గు యొక్క "యుగం" వరకు, ఆపై బొగ్గు యొక్క "యుగం" నుండి చమురు "యుగం" వరకు రెండు ప్రధాన పరివర్తనలకు గురైంది.ఇప్పుడు అది చమురు "యుగం" నుండి పునరుత్పాదక శక్తి మార్పు యొక్క "యుగం" కు మారడం ప్రారంభించింది.

19వ శతాబ్దం ప్రారంభంలో ప్రధాన వనరుగా ఉన్న బొగ్గు నుండి 20వ శతాబ్దం మధ్యలో ప్రధాన వనరుగా చమురు వరకు, మానవులు 200 సంవత్సరాలకు పైగా శిలాజ శక్తిని పెద్ద ఎత్తున ఉపయోగించారు.అయినప్పటికీ, శిలాజ శక్తిచే ఆధిపత్యం వహించే ప్రపంచ శక్తి నిర్మాణం శిలాజ శక్తి క్షీణతకు దూరంగా ఉండదు.

బొగ్గు, చమురు మరియు సహజ వాయువు ద్వారా ప్రాతినిధ్యం వహించే మూడు సాంప్రదాయ శిలాజ శక్తి ఆర్థిక వాహకాలు కొత్త శతాబ్దంలో వేగంగా అయిపోతాయి మరియు ఉపయోగం మరియు దహన ప్రక్రియలో, ఇది గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావాన్ని కూడా కలిగిస్తుంది, పెద్ద మొత్తంలో కాలుష్య కారకాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు కలుషితం చేస్తుంది. పర్యావరణం.

అందువల్ల, శిలాజ శక్తిపై ఆధారపడటాన్ని తగ్గించడం, ఇప్పటికే ఉన్న అహేతుక శక్తి వినియోగ నిర్మాణాన్ని మార్చడం మరియు స్వచ్ఛమైన మరియు కాలుష్య రహిత కొత్త పునరుత్పాదక శక్తిని వెతకడం అత్యవసరం.

ప్రస్తుతం, పునరుత్పాదక శక్తిలో ప్రధానంగా పవన శక్తి, హైడ్రోజన్ శక్తి, సౌర శక్తి, బయోమాస్ శక్తి, టైడల్ శక్తి మరియు భూఉష్ణ శక్తి మొదలైనవి ఉన్నాయి మరియు పవన శక్తి మరియు సౌర శక్తి ప్రపంచవ్యాప్తంగా ప్రస్తుత పరిశోధన హాట్‌స్పాట్‌లు.

అయినప్పటికీ, వివిధ పునరుత్పాదక ఇంధన వనరులను సమర్థవంతంగా మార్చడం మరియు నిల్వ చేయడం సాపేక్షంగా కష్టంగా ఉంది, తద్వారా వాటిని సమర్థవంతంగా ఉపయోగించడం కష్టమవుతుంది.

ఈ సందర్భంలో, మానవులు కొత్త పునరుత్పాదక శక్తిని సమర్థవంతంగా ఉపయోగించడాన్ని గ్రహించడానికి, సౌకర్యవంతమైన మరియు సమర్థవంతమైన కొత్త శక్తి నిల్వ సాంకేతికతను అభివృద్ధి చేయడం అవసరం, ఇది ప్రస్తుత సామాజిక పరిశోధనలో హాట్ స్పాట్.

ప్రస్తుతం, లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు, అత్యంత సమర్థవంతమైన ద్వితీయ బ్యాటరీలలో ఒకటిగా, వివిధ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు, రవాణా, ఏరోస్పేస్ మరియు ఇతర రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి., అభివృద్ధికి అవకాశాలు మరింత కష్టం.

సోడియం మరియు లిథియం యొక్క భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలు సమానంగా ఉంటాయి మరియు ఇది శక్తి నిల్వ ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది.దాని గొప్ప కంటెంట్, సోడియం మూలం యొక్క ఏకరీతి పంపిణీ మరియు తక్కువ ధర కారణంగా, ఇది పెద్ద-స్థాయి శక్తి నిల్వ సాంకేతికతలో ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది తక్కువ ధర మరియు అధిక సామర్థ్యం యొక్క లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది.

సోడియం అయాన్ బ్యాటరీల యొక్క పాజిటివ్ మరియు నెగటివ్ ఎలక్ట్రోడ్ మెటీరియల్స్‌లో లేయర్డ్ ట్రాన్సిషన్ మెటల్ సమ్మేళనాలు, పాలియాన్‌లు, ట్రాన్సిషన్ మెటల్ ఫాస్ఫేట్లు, కోర్-షెల్ నానోపార్టికల్స్, మెటల్ కాంపౌండ్‌లు, హార్డ్ కార్బన్ మొదలైనవి ఉన్నాయి.

ప్రకృతిలో చాలా సమృద్ధిగా నిల్వలను కలిగి ఉన్న మూలకం వలె, కార్బన్ చౌకగా మరియు సులభంగా పొందగలుగుతుంది మరియు సోడియం-అయాన్ బ్యాటరీలకు యానోడ్ పదార్థంగా చాలా గుర్తింపును పొందింది.

గ్రాఫిటైజేషన్ డిగ్రీ ప్రకారం, కార్బన్ పదార్థాలను రెండు వర్గాలుగా విభజించవచ్చు: గ్రాఫిటిక్ కార్బన్ మరియు నిరాకార కార్బన్.

నిరాకార కార్బన్‌కు చెందిన హార్డ్ కార్బన్, 300mAh/g యొక్క సోడియం నిల్వ నిర్దిష్ట సామర్థ్యాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది, అయితే అధిక స్థాయి గ్రాఫిటైజేషన్ ఉన్న కార్బన్ పదార్థాలు వాటి పెద్ద ఉపరితల వైశాల్యం మరియు బలమైన క్రమం కారణంగా వాణిజ్య వినియోగాన్ని పొందడం కష్టం.

అందువల్ల, గ్రాఫైట్ కాని హార్డ్ కార్బన్ పదార్థాలు ప్రధానంగా ఆచరణాత్మక పరిశోధనలో ఉపయోగించబడతాయి.

సోడియం-అయాన్ బ్యాటరీల కోసం యానోడ్ పదార్థాల పనితీరును మరింత మెరుగుపరచడానికి, కార్బన్ పదార్థాల యొక్క హైడ్రోఫిలిసిటీ మరియు వాహకతను అయాన్ డోపింగ్ లేదా సమ్మేళనం ద్వారా మెరుగుపరచవచ్చు, ఇది కార్బన్ పదార్థాల శక్తి నిల్వ పనితీరును మెరుగుపరుస్తుంది.

సోడియం అయాన్ బ్యాటరీ యొక్క ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థంగా, మెటల్ సమ్మేళనాలు ప్రధానంగా రెండు డైమెన్షనల్ మెటల్ కార్బైడ్‌లు మరియు నైట్రైడ్‌లు.రెండు డైమెన్షనల్ పదార్థాల యొక్క అద్భుతమైన లక్షణాలతో పాటు, అవి సోడియం అయాన్లను అధిశోషణం మరియు ఇంటర్కలేషన్ ద్వారా నిల్వ చేయడమే కాకుండా, సోడియంతో కలపడం ద్వారా అయాన్ల కలయిక శక్తి నిల్వ కోసం రసాయన ప్రతిచర్యల ద్వారా కెపాసిటెన్స్ ఉత్పత్తి చేస్తుంది, తద్వారా శక్తి నిల్వ ప్రభావాన్ని బాగా మెరుగుపరుస్తుంది.

లోహ సమ్మేళనాలను పొందడంలో అధిక ధర మరియు కష్టం కారణంగా, కార్బన్ పదార్థాలు ఇప్పటికీ సోడియం-అయాన్ బ్యాటరీలకు ప్రధాన యానోడ్ పదార్థాలు.

లేయర్డ్ ట్రాన్సిషన్ మెటల్ సమ్మేళనాల పెరుగుదల గ్రాఫేన్ యొక్క ఆవిష్కరణ తర్వాత.ప్రస్తుతం, సోడియం-అయాన్ బ్యాటరీలలో ఉపయోగించే రెండు-డైమెన్షనల్ పదార్థాలు ప్రధానంగా సోడియం-ఆధారిత లేయర్డ్ NaxMO4, NaxCoO4, NaxMnO4, NaxVO4, NaxFeO4, మొదలైనవి.

పాలీయోనిక్ పాజిటివ్ ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాలు మొదట లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ పాజిటివ్ ఎలక్ట్రోడ్‌లలో ఉపయోగించబడ్డాయి మరియు తరువాత సోడియం-అయాన్ బ్యాటరీలలో ఉపయోగించబడ్డాయి.ముఖ్యమైన ప్రాతినిధ్య పదార్థాలలో NaMnPO4 మరియు NaFePO4 వంటి ఆలివిన్ స్ఫటికాలు ఉన్నాయి.

ట్రాన్సిషన్ మెటల్ ఫాస్ఫేట్ మొదట లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలలో సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థంగా ఉపయోగించబడింది.సంశ్లేషణ ప్రక్రియ సాపేక్షంగా పరిపక్వం మరియు అనేక క్రిస్టల్ నిర్మాణాలు ఉన్నాయి.

ఫాస్ఫేట్, త్రిమితీయ నిర్మాణంగా, సోడియం అయాన్ల డీఇంటర్‌కలేషన్ మరియు ఇంటర్‌కలేషన్‌కు అనుకూలమైన ఫ్రేమ్‌వర్క్ నిర్మాణాన్ని నిర్మిస్తుంది, ఆపై అద్భుతమైన శక్తి నిల్వ పనితీరుతో సోడియం-అయాన్ బ్యాటరీలను పొందుతుంది.

కోర్-షెల్ స్ట్రక్చర్ మెటీరియల్ అనేది సోడియం-అయాన్ బ్యాటరీల కోసం కొత్త రకం యానోడ్ మెటీరియల్, ఇది ఇటీవలి సంవత్సరాలలో మాత్రమే ఉద్భవించింది.అసలు పదార్థాల ఆధారంగా, ఈ పదార్థం సున్నితమైన నిర్మాణ రూపకల్పన ద్వారా బోలు నిర్మాణాన్ని సాధించింది.

అత్యంత సాధారణ కోర్-షెల్ నిర్మాణ పదార్థాలలో బోలు కోబాల్ట్ సెలీనైడ్ నానోక్యూబ్‌లు, Fe-N కో-డోప్డ్ కోర్-షెల్ సోడియం వనాడేట్ నానోస్పియర్‌లు, పోరస్ కార్బన్ హాలో టిన్ ఆక్సైడ్ నానోస్పియర్‌లు మరియు ఇతర బోలు నిర్మాణాలు ఉన్నాయి.

దాని అద్భుతమైన లక్షణాల కారణంగా, మాయా బోలు మరియు పోరస్ నిర్మాణంతో పాటు, ఎలక్ట్రోలైట్‌కు ఎక్కువ ఎలక్ట్రోకెమికల్ కార్యకలాపాలు బహిర్గతమవుతాయి మరియు అదే సమయంలో, సమర్థవంతమైన శక్తి నిల్వను సాధించడానికి ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క అయాన్ చలనశీలతను కూడా ఇది బాగా ప్రోత్సహిస్తుంది.

శక్తి నిల్వ సాంకేతికత అభివృద్ధిని ప్రోత్సహిస్తూ ప్రపంచ పునరుత్పాదక శక్తి పెరుగుతూనే ఉంది.

ప్రస్తుతం, వివిధ శక్తి నిల్వ పద్ధతుల ప్రకారం, దీనిని భౌతిక శక్తి నిల్వ మరియు ఎలక్ట్రోకెమికల్ శక్తి నిల్వగా విభజించవచ్చు.

ఎలెక్ట్రోకెమికల్ ఎనర్జీ స్టోరేజ్ అధిక భద్రత, తక్కువ ధర, సౌకర్యవంతమైన వినియోగం మరియు అధిక సామర్థ్యం వంటి ప్రయోజనాల కారణంగా నేటి కొత్త శక్తి నిల్వ సాంకేతికత అభివృద్ధి ప్రమాణాలకు అనుగుణంగా ఉంది.

వివిధ ఎలక్ట్రోకెమికల్ రియాక్షన్ ప్రక్రియల ప్రకారం, ఎలెక్ట్రోకెమికల్ ఎనర్జీ స్టోరేజ్ పవర్ సోర్సెస్‌లో ప్రధానంగా సూపర్ కెపాసిటర్లు, లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలు, ఫ్యూయల్ పవర్ బ్యాటరీలు, నికెల్-మెటల్ హైడ్రైడ్ బ్యాటరీలు, సోడియం-సల్ఫర్ బ్యాటరీలు మరియు లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు ఉంటాయి.

శక్తి నిల్వ సాంకేతికతలో, సౌకర్యవంతమైన ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాలు వాటి రూపకల్పన వైవిధ్యం, వశ్యత, తక్కువ ధర మరియు పర్యావరణ పరిరక్షణ లక్షణాల కారణంగా అనేక మంది శాస్త్రవేత్తల పరిశోధనా ప్రయోజనాలను ఆకర్షించాయి.

కార్బన్ పదార్థాలు ప్రత్యేక థర్మోకెమికల్ స్థిరత్వం, మంచి విద్యుత్ వాహకత, అధిక బలం మరియు అసాధారణ యాంత్రిక లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి, ఇవి లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు మరియు సోడియం-అయాన్ బ్యాటరీలకు మంచి ఎలక్ట్రోడ్‌లను కలిగి ఉంటాయి.

సూపర్ కెపాసిటర్లు అధిక కరెంట్ పరిస్థితులలో త్వరగా ఛార్జ్ చేయబడతాయి మరియు విడుదల చేయబడతాయి మరియు 100,000 సార్లు కంటే ఎక్కువ సైకిల్ జీవితాన్ని కలిగి ఉంటాయి.వారు కెపాసిటర్లు మరియు బ్యాటరీల మధ్య ప్రత్యేక ఎలక్ట్రోకెమికల్ శక్తి నిల్వ విద్యుత్ సరఫరా యొక్క కొత్త రకం.

సూపర్ కెపాసిటర్లు అధిక శక్తి సాంద్రత మరియు అధిక శక్తి మార్పిడి రేటు యొక్క లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి, కానీ వాటి శక్తి సాంద్రత తక్కువగా ఉంటుంది, అవి స్వీయ-ఉత్సర్గకు గురవుతాయి మరియు సరిగ్గా ఉపయోగించని సమయంలో అవి ఎలక్ట్రోలైట్ లీకేజీకి గురవుతాయి.

ఇంధన శక్తి సెల్ ఛార్జింగ్, పెద్ద సామర్థ్యం, ​​అధిక నిర్దిష్ట సామర్థ్యం మరియు విస్తృత నిర్దిష్ట శక్తి పరిధి లక్షణాలను కలిగి ఉన్నప్పటికీ, దాని అధిక నిర్వహణ ఉష్ణోగ్రత, అధిక ధర ధర మరియు తక్కువ శక్తి మార్పిడి సామర్థ్యం వాణిజ్యీకరణ ప్రక్రియలో మాత్రమే అందుబాటులో ఉంటాయి.కొన్ని వర్గాల్లో ఉపయోగిస్తారు.

లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలు తక్కువ ధర, పరిపక్వ సాంకేతికత మరియు అధిక భద్రత యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు సిగ్నల్ బేస్ స్టేషన్లు, ఎలక్ట్రిక్ సైకిళ్లు, ఆటోమొబైల్స్ మరియు గ్రిడ్ శక్తి నిల్వలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.పర్యావరణాన్ని కలుషితం చేయడం వంటి షార్ట్ బోర్డులు శక్తి నిల్వ బ్యాటరీల కోసం పెరుగుతున్న అధిక అవసరాలు మరియు ప్రమాణాలను తీర్చలేవు.

Ni-MH బ్యాటరీలు బలమైన పాండిత్యము, తక్కువ కెలోరిఫిక్ విలువ, పెద్ద మోనోమర్ సామర్థ్యం మరియు స్థిరమైన ఉత్సర్గ లక్షణాల లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి, అయితే వాటి బరువు సాపేక్షంగా పెద్దది, మరియు బ్యాటరీ సిరీస్ నిర్వహణలో చాలా సమస్యలు ఉన్నాయి, ఇవి సులభంగా కరిగిపోవడానికి దారితీయవచ్చు. బ్యాటరీ వేరుచేసేవారు.