室温钠硫 (RT Na-S) 电池具有高理论能量密度和低成本的特点,最近因潜在的大规模储能应用而受到广泛关注。然而,多硫化钠的穿梭效应仍然是导致循环稳定性差的主要挑战,这阻碍了 RT Na-S 电池的实际应用。在此,设计了一种多功能混合 MXene 中间层以稳定 RT Na-S 电池的循环性能。混合 MXene 中间层包括大尺寸的 Ti 3 C 2 T x 纳米片内层,随后是玻璃纤维 (GF) 隔膜表面的小尺寸 Mo 2 Ti 2 C 3 T x 纳米片外层。大尺寸的 Ti 3 C 2 T x 纳米片内层为可溶性多硫化物提供了有效的物理阻挡和化学限制。小尺寸的 Mo 2 Ti 2 C 3 T x 外层具有出色的多硫化物捕获能力,并加速了多硫化物转化的反应动力学,这是由于其优异的电子电导率、大的比表面积和富含 Mo 的催化表面。因此,采用这种混合 MXene 夹层改性玻璃纤维隔膜的 RT Na-S 电池在 1 C 下在 200 次循环中提供稳定的循环性能,容量保持率提高了 71%。这种独特的结构设计为开发高性能金属硫电池的基于 2D 材料的功能夹层提供了一种新颖的策略。
其他电池技术,我们已经看到较大市场的储藏量延长了公用事业规模的电池存储 - 例如澳大利亚,中国,日本和韩国。这种趋势将在未来几十年中持续下去,从而增加替代化学物质(例如钒氧化还原流量电池7和基于锌的化学物质)(以及机械技术,例如压缩空气)的价值。新的电池化学成分仍需要与锂能源密度,制造基础设施和成本竞争。但是,如果研发导致基于世界各地丰富的材料的替代电池成本显着下降,则它们可能会更广泛地用于存储电源。一个例子是钠硫电池,已经有限地使用商业用途。超越电池,使用可再生电力为氢作为能量商店的电解产生也是广泛而广泛的研究,开发和试点项目的主题。
摘要 多年来,人们对电网级储能系统开发的兴趣日益浓厚。作为目前最受欢迎的储能技术之一,电池由于其响应迅速、安装灵活和性能优异而提供了许多高价值机会。然而,由于电网的复杂性、多功能性和广泛部署,电池性能存在着权衡,特别是在考虑经济性、环境影响和安全性时。因此,建立全面的电池技术评估是一项紧迫的任务。在本文中,我们提出了一种粗糙集分析方法来评估电池系统(例如铅酸电池、锂离子电池、镍/金属氢电池、锌空气电池和钠硫电池)与电网的集成。具体而言,基于粗糙集理论评估了这些电池系统的技术特性、经济意义、环境影响和安全性。此外,还提出了一些促进电网级储能电池技术发展的观点。
Boundless 使用技术特定的能源存储假设和标准化放电深度率来评估购买碳回报 (CROP) 指标,以能源为基础比较替代方案。CROP 指标衡量 ZincFive 客户每千瓦时能源存储所避免的温室气体。分析表明,与锂离子、铅酸和钠硫电池相比,ZincFive 的客户可以通过投资 ZincFive 的镍锌电池实现显著的温室气体减排。与锂离子 NMC 和 NCA 电池相比,购买 ZincFive 电池的客户可以节省高达六倍的温室气体排放,与锂离子 LFP 电池相比,由于其相对较高的温室气体足迹,节省的温室气体排放量甚至更高。分析表明,与铅酸 AGM 和凝胶电池相比,可以节省高达四倍的温室气体排放。每购买一百万美元的 ZincFive 电池,通过让可再生能源进入电网,可以节省 148,255 吨二氧化碳当量。完整分析的结果已总结在下一页的蜘蛛图中。
目前,有各种储能技术可用于解决可再生能源间歇性问题。由于储能技术种类繁多,且各有特点、优势和劣势,因此为特定类型的应用选择最合适的技术是一项艰巨的任务。在本研究中,多属性决策方法 VIKOR(Vlse Kriterijumska Optimizacija Kompromisno Resenje)被用作对可用储能技术进行排名的系统方法。竞争技术的评估基于能量密度、功率额定值、放电时间、循环效率、寿命和特定成本。这些不同标准的数据基于文献中的报告,并使用 VIKOR 算法进行处理。本研究表明,锂离子电池是可再生能源储能的最佳技术,评估指数为 Q = 0.16;紧随其后的是钠硫电池,Q = 0.17。这项研究的结果表明,VIKOR 可用于选择最佳的发电储能技术,并指导决策者选择最适合的技术,实现向零碳能源系统的过渡。
为了减少二氧化碳排放,人们正在进行前所未有的研究,以开发高效、廉价的电动汽车和固定式储能系统,用于风能和太阳能等间歇性(可再生)能源产生的能量。1,2 在这方面,越来越多的基于钠 (Na)、镁 (Mg) 和铝 (Al) 的电池受到关注,因为这些元素在地球上含量丰富,因此与代表目前商业标准的锂 (Li) 离子电池 (LIB) 相比,它们的总体成本可能更低。3,4 然而,用钠、镁或铝离子取代锂离子需要对此类电池的阴极和电解质材料以及电化学进行深入的修订和重新探索。在此,我们简要回顾了基于地球丰富元素的新兴电池技术——不包括已经成熟的系统,例如铅酸电池和钠硫电池以及基于硫/空气阴极的后锂离子电池——并讨论它们各自的优缺点。人们认识到,基于钾 (K) 的电池作为一种低成本电池技术开始引起人们的关注,5 但为了简洁起见,本文将省略它。可充电电池的工作原理是基于阳极材料(负极,“还原剂”)和阴极材料(正极材料,“氧化剂”)之间的可逆氧化还原反应。阳极和阴极材料在空间上
教学大纲 模块 1 铅酸电池、镍镉电池、锂离子电池、磷酸锂电池、钛酸锂电池、镍金属、钠硫电池和铝空气电池的原理和构造。电池特性、电池额定值、容量和效率、电池的各种测试、电池充电技术。电池维护。模块 2 充电系统 充电系统组件、发电机和交流发电机、类型、构造和特性、电压和电流调节、切断继电器和调节器、直流充电电路。发电机起动系统 起动电机的要求、起动电机的类型、构造和特性、起动驱动机构、起动开关和螺线管。模块 3 点火系统 常规类型 - 电池线圈和磁电机点火系统电路细节和组件、火花塞 - 结构细节和类型、离心和真空提前机构、非接触式点火触发装置、电容放电点火、无分电器点火系统。照明系统 头灯和指示灯结构和工作细节、头灯聚焦、防眩目装置、汽车线路电路(喇叭电路、指示灯电路、电子燃油表、油压表、冷却液温度指示器)。模块 4 传感器和执行器:速度传感器、压力传感器:歧管绝对压力传感器、爆震传感器、温度传感器:冷却液和废气温度、废气含氧量传感器。