ئېنېرگىيە ئىنسانىيەت مەدەنىيىتىنىڭ تەرەققىياتىنىڭ ماددىي ئاساسى بولۇش سۈپىتى بىلەن، ھەمىشە مۇھىم رول ئويناپ كەلگەن. ئۇ ئىنسانىيەت جەمئىيىتىنىڭ تەرەققىياتىنىڭ مۇقەررەر كاپالىتى. سۇ، ھاۋا ۋە يېمەكلىك بىلەن بىرلىكتە، ئۇ ئىنسانلارنىڭ ياشىشى ئۈچۈن زۆرۈر شەرتلەرنى شەكىللەندۈرىدۇ ھەمدە ئىنسانلارنىڭ ھاياتىغا بىۋاسىتە تەسىر كۆرسىتىدۇ.

ئېنېرگىيە سانائىتىنىڭ تەرەققىياتى ئوتۇن «دەۋرى»دىن كۆمۈر «دەۋرى»گىچە، ئاندىن كۆمۈر «دەۋرى»دىن نېفىت «دەۋرى»گىچە ئىككى چوڭ ئۆزگىرىشنى باشتىن كەچۈردى. ھازىر ئۇ نېفىت «دەۋرى»دىن قايتا ھاسىل بولىدىغان ئېنېرگىيە ئۆزگىرىش «دەۋرى»گە ئۆزگىرىشكە باشلىدى.

19-ئەسىرنىڭ باشلىرىدا كۆمۈر ئاساسلىق مەنبە بولۇشتىن تارتىپ 20-ئەسىرنىڭ ئوتتۇرىلىرىدىكى نېفىت ئاساسلىق مەنبە بولۇشقىچە، ئىنسانلار 200 يىلدىن ئارتۇق ۋاقىتتىن بۇيان قېزىلما ئېنېرگىيەنى كەڭ كۆلەمدە ئىشلىتىپ كەلدى. قانداقلا بولمىسۇن، قېزىلما ئېنېرگىيە ئاساسلىق ئورۇننى ئىگىلىگەن يەر شارى ئېنېرگىيە قۇرۇلمىسى قېزىلما ئېنېرگىيەنىڭ ئازىيىشىدىن يىراق ئەمەس.

كۆمۈر، نېفىت ۋە تەبىئىي گاز قاتارلىق ئۈچ خىل ئەنئەنىۋى قېزىلما ئېنېرگىيە ئىقتىسادىي توشۇغۇچىسى يېڭى ئەسىردە تېز سۈرئەتتە تۈگىشىپ كېتىدۇ، ئىشلىتىش ۋە كۆيدۈرۈش جەريانىدا، ئۇ يەنە پارنىك ئېففېكتىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ، نۇرغۇن بۇلغىمىلارنى پەيدا قىلىدۇ ۋە مۇھىتنى بۇلغايدۇ.

شۇڭا، قېزىلما ئېنېرگىيەگە تايىنىشنى ئازايتىش، مەۋجۇت ئەقىلگە سىغمايدىغان ئېنېرگىيە ئىشلىتىش قۇرۇلمىسىنى ئۆزگەرتىش ۋە پاكىز ۋە بۇلغىنىشسىز يېڭى قايتا ھاسىل بولىدىغان ئېنېرگىيە ئىزدەش ئىنتايىن مۇھىم.

ھازىر، قايتا ھاسىل بولىدىغان ئېنېرگىيە ئاساسلىقى شامال ئېنېرگىيەسى، ھىدروگېن ئېنېرگىيەسى، قۇياش ئېنېرگىيەسى، بىئوماسسا ئېنېرگىيەسى، دېڭىز دولقۇنى ئېنېرگىيەسى ۋە گېئوتېرمال ئېنېرگىيە قاتارلىقلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ، شامال ئېنېرگىيەسى ۋە قۇياش ئېنېرگىيەسى دۇنيا مىقياسىدا نۆۋەتتىكى تەتقىقات نۇقتىلىرى.

قانداقلا بولمىسۇن، ھەر خىل قايتا ھاسىل بولىدىغان ئېنېرگىيە مەنبەلىرىنى ئۈنۈملۈك ئايلاندۇرۇش ۋە ساقلاش يەنىلا نىسبەتەن قىيىن، شۇڭا ئۇلاردىن ئۈنۈملۈك پايدىلىنىش تەس.

بۇ خىل ئەھۋالدا، ئىنسانلارنىڭ يېڭى قايتا ھاسىل بولىدىغان ئېنېرگىيەدىن ئۈنۈملۈك پايدىلىنىشىنى ئەمەلگە ئاشۇرۇش ئۈچۈن، قولايلىق ۋە ئۈنۈملۈك يېڭى ئېنېرگىيە ساقلاش تېخنىكىسىنى تەرەققىي قىلدۇرۇش زۆرۈر، بۇ ھازىرقى ئىجتىمائىي تەتقىقاتلارنىڭ قىزىق نۇقتىسى.

ھازىر لىتىي ئىئون باتارېيەسى ئەڭ ئۈنۈملۈك ئىككىنچى دەرىجىلىك باتارېيەلەرنىڭ بىرى بولۇش سۈپىتى بىلەن، ھەر خىل ئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلەر، قاتناش، ئاۋىئاتسىيە ۋە باشقا ساھەلەردە كەڭ قوللىنىلىۋاتىدۇ، تەرەققىيات ئىستىقبالى تېخىمۇ قىيىن.

ناترىي ۋە لىتىينىڭ فىزىكىلىق ۋە خىمىيىلىك خۇسۇسىيىتى ئوخشاش بولۇپ، ئېنېرگىيە ساقلاش رولى بار. مول تەركىبى، ناترىي مەنبەسىنىڭ تەكشى تارقىلىشى ۋە ئەرزان باھاسى سەۋەبىدىن، ئۇ چوڭ تىپتىكى ئېنېرگىيە ساقلاش تېخنىكىسىدا ئىشلىتىلىدۇ، بۇ تېخنىكىنىڭ تەننەرخى تۆۋەن ۋە ئۈنۈملۈك بولۇش خۇسۇسىيىتىگە ئىگە.

ناترىي ئىئون باتارېيەلىرىنىڭ مۇسبەت ۋە مەنپىي ئېلېكترود ماتېرىياللىرى قاتلاملىق ئۆتكۈنچى مېتال بىرىكمىلىرى، پولىئانيونلار، ئۆتكۈنچى مېتال فوسفاتلار، يادرو قېپى نانو زەررىچىلىرى، مېتال بىرىكمىلىرى، قاتتىق كاربون قاتارلىقلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ.

تەبىئەتتە ئىنتايىن مول زاپاسقا ئىگە ئېلېمېنت بولۇش سۈپىتى بىلەن، كاربون ئەرزان ۋە ئاسان قولغا كەلتۈرۈلىدۇ، شۇنداقلا ناترىي ئىئون باتارېيەسىنىڭ ئانود ماتېرىيالى سۈپىتىدە كەڭ تونۇلغان.

گرافىتلىنىش دەرىجىسىگە ئاساسەن، كاربون ماتېرىياللىرى ئىككى تۈرگە ئايرىلىدۇ: گرافىتلىق كاربون ۋە ئامورف كاربون.

ئامورف كاربونغا تەۋە بولغان قاتتىق كاربوننىڭ ناترىي ساقلاش سىغىمى 300mAh/g، گرافىتلىنىش دەرىجىسى يۇقىرى بولغان كاربون ماتېرىياللىرىنىڭ چوڭ يۈز كۆلىمى ۋە كۈچلۈك تەرتىپى سەۋەبىدىن سودا ئىشلىرىدا ئىشلىتىلىشى تەس.

شۇڭا، گرافىتسىز قاتتىق كاربون ماتېرىياللىرى ئاساسلىقى ئەمەلىي تەتقىقاتتا ئىشلىتىلىدۇ.

ناترىي ئىئون باتارېيەسىنىڭ ئانود ماتېرىياللىرىنىڭ ئىقتىدارىنى تېخىمۇ ياخشىلاش ئۈچۈن، ئىئون قوشۇش ياكى بىرىكتۈرۈش ئارقىلىق كاربون ماتېرىياللىرىنىڭ سۇغا چىدامچانلىقى ۋە ئۆتكۈزۈشچانلىقىنى ياخشىلىغىلى بولىدۇ، بۇ كاربون ماتېرىياللىرىنىڭ ئېنېرگىيە ساقلاش ئىقتىدارىنى ئاشۇرالايدۇ.

ناترىي ئىئون باتارېيەسىنىڭ مەنپىي ئېلېكترود ماتېرىيالى بولۇش سۈپىتى بىلەن، مېتال بىرىكمىلىرى ئاساسلىقى ئىككى ئۆلچەملىك مېتال كاربىد ۋە نىترىدلاردىن تەركىب تاپىدۇ. ئىككى ئۆلچەملىك ماتېرىياللارنىڭ ئېسىل خۇسۇسىيىتىدىن باشقا، ئۇلار پەقەت ئادسوربسىيە ۋە ئارىلاشتۇرۇش ئارقىلىق ناترىي ئىئونلىرىنى ساقلاپلا قالماي، يەنە ناترىي بىلەن بىرىكىدۇ. ئىئونلارنىڭ بىرىكىشى خىمىيەلىك رېئاكسىيە ئارقىلىق ئېنېرگىيە ساقلاش ئۈچۈن سىغىم ھاسىل قىلىدۇ، شۇنىڭ بىلەن ئېنېرگىيە ساقلاش ئۈنۈمىنى زور دەرىجىدە ياخشىلايدۇ.

مېتال بىرىكمىلىرىنى ئېلىشنىڭ باھاسى يۇقىرى ۋە قىيىنلىقى سەۋەبىدىن، كاربون ماتېرىياللىرى يەنىلا ناترىي ئىئون باتارېيەلىرىنىڭ ئاساسلىق ئانود ماتېرىيالى بولۇپ ھېسابلىنىدۇ.

قەۋەتلىك ئۆتكۈنچى مېتال بىرىكمىلىرىنىڭ گۈللىنىشى گرافېننىڭ بايقىلىشىدىن كېيىن يۈز بەردى. ھازىر، ناترىي ئىئون باتارېيەلىرىدە ئىشلىتىلىدىغان ئىككى ئۆلچەملىك ماتېرىياللار ئاساسلىقى ناترىي ئاساسلىق قەۋەتلىك NaxMO4، NaxCoO4، NaxMnO4، NaxVO4، NaxFeO4 قاتارلىقلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ.

پولىئانيونلۇق مۇسبەت ئېلېكترود ماتېرىياللىرى دەسلەپتە لىتىي ئىئون باتارېيە مۇسبەت ئېلېكترودلىرىدا ئىشلىتىلگەن، كېيىن ناترىي ئىئون باتارېيەلىرىدە ئىشلىتىلگەن. مۇھىم ۋەكىللىك ماتېرىياللار NaMnPO4 ۋە NaFePO4 قاتارلىق ئولىۋىن كرىستاللىرىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ.

ئۆتكۈنچى مېتال فوسفات دەسلەپتە لىتىي ئىئون باتارېيەلىرىدە مۇسبەت ئېلېكترود ماتېرىيالى سۈپىتىدە ئىشلىتىلگەن. بىرىكتۈرۈش جەريانى نىسبەتەن پىشىپ يېتىلگەن بولۇپ، نۇرغۇن كىرىستال قۇرۇلمىلىرى بار.

فوسفات ئۈچ ئۆلچەملىك قۇرۇلما بولۇش سۈپىتى بىلەن، ناترىي ئىئونلىرىنىڭ ئارىلىشىشى ۋە ئارىلىشىشىغا پايدىلىق بولغان رامكا قۇرۇلمىسىنى قۇرۇپ، ئاندىن ئېنېرگىيە ساقلاش ئىقتىدارى يۇقىرى بولغان ناترىي ئىئون باتارېيەسىگە ئېرىشىدۇ.

يادرو قاپاق قۇرۇلما ماتېرىيالى يېقىنقى يىللاردىن بۇيان پەيدا بولغان ناترىي ئىئون باتارېيەلىرى ئۈچۈن يېڭى تىپتىكى ئانود ماتېرىيالى. بۇ ماتېرىيال دەسلەپكى ماتېرىياللارغا ئاساسەن، نەپىس قۇرۇلما لايىھىسى ئارقىلىق بوشلۇق قۇرۇلمىغا ئېرىشكەن.

كۆپ ئۇچرايدىغان يادرو قاپىقى قۇرۇلمىلىق ماتېرىياللار ئىچىدە بوش كوبالت سېلېنىد نانوكۇبلىرى، Fe-N قوشۇلغان يادرو قاپىقى ناترىي ۋانادات نانوسفېرالىرى، تۆشۈكلۈك كاربون بوش تۆمۈر ئوكسىد نانوسفېرالىرى ۋە باشقا بوش قۇرۇلمىلار بار.

ئۇنىڭ ئېسىل خۇسۇسىيىتى، سېھىرلىك بوشلۇق ۋە تۆشۈكلۈك قۇرۇلمىسى بىلەن بىرلەشتۈرۈلگەنلىكى ئۈچۈن، ئېلېكترولىتقا تېخىمۇ كۆپ ئېلېكتروخىمىيىلىك پائالىيەت ئېلىپ كېلىدۇ، شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، ئۇ ئېلېكترولىتنىڭ ئىئون ھەرىكەتچانلىقىنى زور دەرىجىدە ئىلگىرى سۈرۈپ، ئۈنۈملۈك ئېنېرگىيە ساقلاشقا ئېرىشىدۇ.

دۇنيا مىقياسىدا قايتا ھاسىل بولىدىغان ئېنېرگىيە داۋاملىق ئېشىپ، ئېنېرگىيە ساقلاش تېخنىكىسىنىڭ تەرەققىياتىنى ئىلگىرى سۈرمەكتە.

ھازىر، ھەر خىل ئېنېرگىيە ساقلاش ئۇسۇللىرىغا ئاساسەن، ئۇنى فىزىكىلىق ئېنېرگىيە ساقلاش ۋە ئېلېكتروخىمىيىلىك ئېنېرگىيە ساقلاش دەپ ئايرىشقا بولىدۇ.

ئېلېكتروخىمىيىلىك ئېنېرگىيە ساقلاش تېخنىكىسى يۇقىرى بىخەتەرلىك، تۆۋەن باھا، جانلىق ئىشلىتىش ۋە يۇقىرى ئۈنۈملۈك بولۇش قاتارلىق ئەۋزەللىكلىرى سەۋەبىدىن، بۈگۈنكى يېڭى ئېنېرگىيە ساقلاش تېخنىكىسىنىڭ تەرەققىيات ئۆلچىمىگە ئۇيغۇن كېلىدۇ.

ھەر خىل ئېلېكتروخىمىيىلىك رېئاكسىيە جەريانلىرىغا ئاساسلانغاندا، ئېلېكتروخىمىيىلىك ئېنېرگىيە ساقلاش ئېنېرگىيە مەنبەلىرى ئاساسلىقى دەرىجىدىن تاشقىرى كوندېنساتورلار، قوغۇشۇن-كىسلاتالىق باتارېيەلەر، يېقىلغۇ ئېنېرگىيە باتارېيەلىرى، نىكېل-مېتال گىدرىد باتارېيەلىرى، ناترىي-كۈكۈرت باتارېيەلىرى ۋە لىتىي-ئىئون باتارېيەلىرىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ.

ئېنېرگىيە ساقلاش تېخنىكىسىدا، يۇمشاق ئېلېكترود ماتېرىياللىرى لايىھەنىڭ كۆپ خىللىقى، يۇمشاقلىقى، ئەرزان باھاسى ۋە مۇھىت ئاسراش خۇسۇسىيىتى سەۋەبىدىن نۇرغۇن ئالىملارنىڭ تەتقىقات قىزىقىشىنى قوزغىدى.

كاربون ماتېرىياللىرى ئالاھىدە تېرموخىمىيىلىك تۇراقلىقلىققا، ياخشى ئېلېكتر ئۆتكۈزۈشچانلىقىغا، يۇقىرى كۈچلۈكلۈككە ۋە ئادەتتىن تاشقىرى مېخانىكىلىق خۇسۇسىيەتلەرگە ئىگە بولۇپ، لىتىي ئىئون باتارېيەسى ۋە ناترىي ئىئون باتارېيەسى ئۈچۈن ئۈمىدۋار ئېلېكترودقا ئايلىنىدۇ.

دەرىجىدىن تاشقىرى كوندېنساتورلار يۇقىرى توك شارائىتىدا تېز زەرەتلەنگىلى ۋە بوشىتىلغىلى بولىدۇ، ھەمدە ئايلىنىش ئۆمرى 100 مىڭ قېتىمدىن ئاشىدۇ. ئۇلار كوندېنساتورلار بىلەن باتارېيەلەر ئارىسىدىكى يېڭى تىپتىكى ئالاھىدە ئېلېكتروخىمىيىلىك ئېنېرگىيە ساقلاش توك بىلەن تەمىنلەش ئۈسكۈنىسى.

دەرىجىدىن تاشقىرى كوندېنساتورلار يۇقىرى قۇۋۋەت زىچلىقى ۋە يۇقىرى ئېنېرگىيە ئايلاندۇرۇش نىسبىتى قاتارلىق ئالاھىدىلىكلەرگە ئىگە، ئەمما ئۇلارنىڭ ئېنېرگىيە زىچلىقى تۆۋەن، ئۆزلۈكىدىن توك قويۇپ بېرىش ئېھتىماللىقى يۇقىرى، ھەمدە توغرا ئىشلەتمىگەندە ئېلېكترولىت ئېقىپ كېتىش ئېھتىماللىقى يۇقىرى.

يېقىلغۇ ئېلېكتر باتارېيەسى قۇۋۋەتلەشنىڭ ھاجىتى يوق، چوڭ سىغىم، يۇقىرى سېلىشتۇرما سىغىم ۋە كەڭ سېلىشتۇرما قۇۋۋەت دائىرىسى قاتارلىق ئالاھىدىلىكلەرگە ئىگە بولسىمۇ، ئۇنىڭ يۇقىرى ئىشلىتىش تېمپېراتۇرىسى، يۇقىرى تەننەرخى ۋە تۆۋەن ئېنېرگىيە ئايلاندۇرۇش ئۈنۈمى ئۇنى پەقەت سودا جەريانىدىلا ئىشلىتىشكە بولىدۇ.

قوغۇشۇن كىسلاتالىق باتارېيەلەرنىڭ باھاسى تۆۋەن، تېخنىكىسى پىشىپ يېتىلگەن ۋە بىخەتەرلىكى يۇقىرى بولۇش قاتارلىق ئەۋزەللىكلەرگە ئىگە بولۇپ، سىگنال بازا پونكىتلىرى، ئېلېكترلىك ۋېلىسىپىتلەر، ئاپتوموبىللار ۋە تور ئېنېرگىيە ساقلاش قاتارلىق ساھەلەردە كەڭ قوللىنىلىپ كەلمەكتە. مۇھىتنى بۇلغايدىغان قىسقا تاختايلار ئېنېرگىيە ساقلاش باتارېيەلىرىگە بولغان بارغانسېرى يۇقىرىلىشىۋاتقان تەلەپ ۋە ئۆلچەملەرنى قاندۇرالمايدۇ.

Ni-MH باتارېيەلىرى كۈچلۈك كۆپ ئىقتىدارلىق، تۆۋەن ئىسسىقلىق قىممىتى، چوڭ مونومېر سىغىمى ۋە مۇقىم قويۇپ بېرىش خۇسۇسىيىتىگە ئىگە، ئەمما ئۇلارنىڭ ئېغىرلىقى نىسبەتەن چوڭ، باتارېيە يۈرۈشلۈك باشقۇرۇشىدا نۇرغۇن مەسىلىلەر بار، بۇ ئاسانلا يەككە باتارېيە ئايرىغۇچلىرىنىڭ ئېرىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ.