38 ЕНЕРГИЯ 4'2021 устройството за съхранение може да предложи. Очакват се различни характеристики на устройствата за акумулиране на енергия в зависимост от това дали механизмите за адсорбция на йони, йонообмен и десорбция на йони работят. Необходима е по-нататъшна работа за установяване на оптималния механизъм за приложение с висока мощност. Не само новите материали разширяват света на иновациите на батериите. Новото оборудване и методи също така позволяват на изследователите да наблюдават какво се случва вътре в батериите много по-лесно, отколкото е било възможно някога. В миналото една батерия е преминавала през определен процес на разреждане на заряда в продължение на няколко цикъла, след което материалът е бил изваждан от батерията и впоследствие изследван. Едва тогава учените са могли да научат какви химически промени са се случили по време на процесаиданаправят заключение как батерията действително е работила и какво е повлияло на нейните характеристики. Но сега ученитемогатда наблюдават материалите на батериите, докато преминават през процеса на съхранение на енергия, анализирайкидоритяхната атомна структура и състав в реално време. Метално-йонните батерии В по-голямата си част напредъкът в съхранението на енергияще разчита на непрекъснатото развитие на науката за материалите, разширявайки границите на ефективността на съществуващите материали за батерии и разработвайки изцяло нови структури и композиции на батериите. Батерийната индустрия вече работи за намаляване на разходите за литиево-йонни батерии, включително чрез отстраняване на скъпия кобалт от положителните им електроди (катоди). Изследователите намират начини да заменят съдържащите кобалтматериали с катоди, направени предимно от никел. В крайна сметка те може да успеят да заменят никела с манган. Всеки от тези метали е по-евтин и по-безопасен за работа от своя предшественик. Но при тях все пак се прави компромис, защото имат алкална горивна клетка. Традиционните материали и устройства за съхранение на енергия представляват или вид литиево-йонна батерия, или се основават на порествъглерод (електрически двоен слой). Суперкондензаторите и/или псевдокондензаторите, базирани на проводящи полимери, навлязоха в областта на съхранението на енергия, за да подобрят електрохимичните характеристики на устройствата. Зареждането може да включва комбинация от различните механизми. Разбирането на механизмите за зареждане помага за избор на правилната комбинация електролит-електрод. По-важното е, че механизмът за зарежданеще повлияе на капацитета и по подобен начин на енергийната плътност.Механизмътсъщоима значително въздействие върху мощността, която устройствата за съхранение на енергия могат да предложат, и оптимизирането на този механизъм може да подобри енергийните характеристики на такова устройство. Механизмът на йонообмен е предпочитан поради термодинамичните си особености. Кинетично, механизмът на зареждане зависи от относителните скорости на движение в порите на анионите и катионите. Контролирането на скоростите на дифузия на различните йони в порите ще контролира кинетичния механизъм за зареждане и по този начин ще подобри капацитета. Подобряването на енергийните характеристики на устройствата за съхранениена енергия изисква систематично приспособяване на механизма за зареждане на устройството при избора на комбинация електрод-електролит. Механизмът за зареждане на устройството има значителен ефект върху мощността, която “ "Метално-йонните батерии имат важна роля в съвременния живот"
RkJQdWJsaXNoZXIy MTEyMTYwMw==