Электрохимиялық энергияны сақтау үшін қандай көміртекті материалдар қолданылады?

Кіріспе

Электрохимиялық энергияны сақтау заманауи энергетикалық жүйелердің негізіне айналды, олар жаңартылатын энергия көздері, электромобильдер және портативті электронды құрылғыларға деген сұраныстың артуымен жүзеге асырылады. Бұл доменде қолданылатын түрлі материалдардың ішінде көміртекті материалдар өздерінің ерекше қасиеттеріне, соның ішінде электр өткізгіштік, химиялық тұрақтылық пен туа қышқылының арқасында ерекшеленеді. Бұл мақала электрохимиялық энергияны сақтау кезінде қолданылатын көміртегі материалдарының түрлеріне, олардың қолданылуына, артықшылықтарына және соңғы жетістіктерге бағытталған түрлеріне әкеледі.

Көміртекті материалдардың рөлі суперкапакторлардың, литий-иондық батареялардың және басқа да энергия сақтау жүйелерінің жұмысын жақсартудағы негізгі болып табылады. Сияқты компаниялар «Zhejiang Apex Energy Technology Co.», Ltd. көміртекті шешудің алдыңғы қатарында, мысалы, кремнийді тұндыруға арналған кеуекті көміртегі шығарылған. Бұл мақала көміртегі материалдарының түрлеріне, олардың қасиеттеріне және олардың энергия сақтау саласына қосқан үлестеріне жан-жақты шолу жасауға бағытталған.

Электрохимиялық энергияны сақтаудағы көміртегі материалдарының түрлері

Белсенді көміртек

Белсенді көміртек - бұл жоғары беттік ауданы мен электрохимиялық тұрақтылығына байланысты суперкапакторлардағы жиі қолданылатын материалдардың бірі. Ол әдетте кокос қабықтары, ағаш немесе көмір сияқты табиғи көздерден алынған. Белсенді көміртегі жоғары кеуектілік тиімді ионды адсорбцияға мүмкіндік береді, оны энергия сақтау үшін өте ыңғайлы етеді. Жежәнді APEX сияқты компаниялар жоғары тазалағыш көміртекті өндіруге мамандандырылған, жоғары тазартылған көмір өндіруге мамандандырылған, жоғары температура сипаттамалары, суперкапализмдерде ұзақ уақытқа созылған жұмысын қамтамасыз етеді.

Кеуекті көміртек

Кеуекті көміртекті материалдар литий-ион аккумуляторларында, әсіресе кремний-көміртекті анодтарға арналған негізгі материал ретінде тартылып жатыр. Бұл материалдар тегінің мөлшеріне негізделген микропоралы, мезопоральды және макропропорлы көміртекке жіктелген. Кеуекті құрылым материалдың бетінің ауданын жақсартып қана қоймай, сонымен қатар литий кірістіру кезінде кремний мен буферлік көлемді кеңейту үшін негіз береді. Мысалы, Жежәнді APEX жасаған жоғары сапалы кеуекті көміртек жоғары кремнийді тұндыру жылдамдығы мен өте жақсы цикл өмірін ұсынады, бұл оны келесі бумалық батареяларға перспективалы кандидат етеді.

Графен және графен Нанокомпозиттер

Графен, алтыбұрышты торда орналасқан көміртек атомдарының бір қабаты оның ерекше электр өткізгіштігі мен механикалық беріктігіне көп көңіл бөлді. Графен нанокомпозиттерін қалыптастыру үшін басқа материалдармен бірге болған кезде, ол энергияның тығыздығы мен зарядтау-зарядтау-зарядтау ставкаларын одан әрі арттырады. Графенге негізделген материалдар сонымен қатар олардың икемді және киюге болатын энергияны сақтау құрылғыларында да бар.

Қатты көміртек

Қатты көміртек - бұл литий-ион аккумуляторына үнемді балама ретінде пайда болатын натрий-ион аккумуляторларында қолданылатын тағы бір маңызды материал. Оның бұзылған құрылымы натрий ионын сақтау үшін жеткілікті аралықпен қамтамасыз етеді, нәтижесінде сыйымдылығы жоғары және өте жақсы велосипед тұрақтылықты қамтамасыз етеді. «Жезжән» APEX компаниясының жоғары сапалы қатты көміртекті өндіру саласындағы сараптамасы оның заманауи энергия сақтау жүйелерінің қатаң талаптарына жауап береді.

Көміртек материалдарының энергияны сақтауға қосымшалары

Суперкапациторлар

Суперкапакторлар жоғары өткізгіштігі мен бетінің арқасында олардың электродтарына көміртегі материалдарына арқа сүйейді. Іске қосылған көмір - коммерциялық суперкапакторлар үшін таңдау материалы, ал графен және кеуекті көміртектер келесі буын құрылғыларына арналған. Бұл материалдар тез зарядтау циклдары мен ұзақ мерзімді пайдалану мерзіміне мүмкіндік береді, оларды электромобильдер мен желілік дана регенеративті тежеу ​​сияқты қосымшаларға өте ыңғайлы етеді.

Литий-ионды батареялар

Литий-иондық батареяларда көміртегі материалдар негізінен анодтық материалдар ретінде қолданылады. Графит ондаған жылдар бойы стандартты анодты материалы болды, бірақ энергияның тығыздығы жоғары мөлшерде сұраныс кремний-көміртекті композиттердің дамуына әкелді. Кеуекті көміртекті жақтаулар, мысалы, «Жежанг» APEX жасаған, мысалы, кремнийді орналастыруда және оның көлемін кеңейтуде шешуші рөл атқарады және сол арқылы батареяның өнімділігі мен ұзақ өмір сүруін жақсартады.

Натрий-иондық батареялар

Натрий-иондық батареялар литий-иондық батареяларға тұрақты және үнемді балама ретінде танымалдыққа ие. Қатты көміртек - бұл батареялар үшін, натрий иондарын тиімді сақтауға байланысты осы батареялар үшін қолайлы. Қатты көміртекті технология бойынша жетістіктер, әсіресе ауқымды энергияны сақтауға арналған арнайы аккумуляторларды коммерцияландыру тәсілдері болып табылады.

Көміртек материалдарының артықшылықтары

Көміртекті материалдар бірнеше артықшылықтарды ұсынады, олар оларды электрохимиялық үнемдеуде қажет етпейді:

• Жоғары электр өткізгіштік

• Тамаша химиялық және жылу тұрақтылығы

• Жоғары бетінің үстіңгі және тудыратын кеуектілік

• Шығындар және молшылық

• Әр түрлі электролиттермен үйлесімділік

Қорытынды

Көміртек материалдарының әмбебаптық және керемет қасиеттері оларды электрохимиялық энергияны сақтау технологияларының негізін құрайды. Суперкапакторлардағы активтендірілген көмірден литий-ион аккумуляторларындағы кеуекті көміртекке дейін, бұл материалдар энергия сақтау қоймасы мен тиімділікке жетелейді. Жежәнді APEX сияқты компаниялар, мысалы, инновациялық шешімдерді әзірлеу арқылы алынды кремнийді тұндыруға арналған кеуекті көміртек .Салалық салада жаңа эталондар орнататын

Тұрақты және тиімді энергияны сақтау шешімдеріне сұраныс ретінде көміртегі материалдарының рөлі одан да маңызды болады. Осы салада ғылыми зерттеулер мен әзірлемелер, сөзсіз, энергияны үнемдейтін болашаққа жол ашып, жаңа мүмкіндіктерді ашады.