Energia, ut fundamentum materiale progressus civilizationis humanae, semper munus magnum egit. Est pignus indispensabilis progressionis societatis humanae. Una cum aqua, aere et cibo, condiciones necessarias ad superviventiam humanam constituit et vitam humanam directe afficit.

Progressus industriae energiae duas transformationes magnas subiit, ab "aetate" lignorum ad "aetatem" carbonis, deinde ab "aetate" carbonis ad "aetatem" olei. Nunc mutatio ab "aetate" olei ad "aetatem" energiae renovabilis coepit.

A carbone ut fonte principali initio saeculi XIX ad oleum ut fontem principalem medio saeculi XX, homines energia fossili magnopere per plus quam ducentos annos usi sunt. Attamen structura energiae globalis, a fossilibus energia dominata, non iam longe ab depletione energiae fossilis amittit.

Tres vectores oeconomici energiae fossilis traditi, qui a carbone, oleo et gaso naturali repraesentantur, in novo saeculo celeriter exhaurientur, et in processu usus et combustionis, etiam effectum tepidarii causabunt, magnam quantitatem inquinantium generabunt, et ambitum polluent.

Quapropter necesse est dependentiam ab energia fossili minuere, structuram usus energiae irrationalis exsistentem mutare, et novam energiam renovabilem puram et sine pollutione quaerere.

In praesenti, energia renovabilis imprimis comprehendit energiam ventolicam, energiam hydrogenii, energiam solarem, energiam biomassae, energiam aestus et energiam geothermalem, et cetera, et energia ventolica et solaris sunt loca investigationis calida toto orbe terrarum.

Attamen adhuc relative difficile est efficientem conversionem et conservationem variarum fontium energiae renovabilis efficere, ita earum usum efficaciter difficile reddit.

Hoc in casu, ut efficax usus novae energiae renovabilis ab hominibus efficiatur, necesse est novam technologiam accumulationis energiae commodam et efficientem excogitare, quae etiam locus calidus est in investigationibus socialibus hodiernis.

In praesenti, accumulatores lithium-ion, ut inter efficacissimas accumulatores secundarios, late in variis instrumentis electronicis, vectura, industria aëronautica, aliisque campis adhibiti sunt. Difficiores sunt igitur spes progressionis.

Proprietates physicae chemicae natrii et lithii similes sunt, et vim accumulationis energiae habet. Propter copiositatem contenti, distributionem uniformem fontis natrii, et pretium vile, in technologia accumulationis energiae magnae scalae adhibetur, quae et sumptus viles et efficacia magna habet.

Materiae electrodorum positivi et negativi accumulatorum ionum natrii includunt composita metallorum transitionalium stratificata, polyaniones, phosphata metallorum transitionalium, nanoparticulas nucleo-cortice, composita metallica, carbo durus, et cetera.

Carbo, elementum cum copiosissimis copiis in natura, vile et facile obtinetur, et magnam recognitionem ut materia anodica pro accumulatoribus ionum natrii consecutus est.

Secundum gradum graphitizationis, materiae carbonicae in duas categorias dividi possunt: ​​carbonium graphiticum et carbonium amorphum.

Carbo durus, qui carbonis amorphi pertinet, capacitatem specificam accumulationis natrii 300mAh/g exhibet, dum materiae carbonicae cum altiore gradu graphitizationis propter magnam superficiem et ordinem firmum usui commerciali difficulter satisfaciunt.

Quapropter, materiae carbonis durae non graphitae imprimis in investigationibus practicis adhibentur.

Ut efficacitas materiarum anodicarum pro accumulatoribus ion-sodii ulterius augeatur, hydrophilia et conductivitas materiarum carbonicarum per dopationem vel compositionem ionum augeri possunt, quae efficacitatem accumulationis energiae materiarum carbonicarum augere potest.

Materia electrodi negativi pro accumulatore ionum natrii, composita metallica praecipue sunt carbura et nitrura metallica bidimensionalia. Praeter excellentes proprietates materiarum bidimensionalium, non solum iones natrii per adsorptionem et intercalationem condere possunt, sed etiam cum natrio coniungi. Haec coniunctio ionum capacitatem per reactiones chemicas ad accumulationem energiae generat, ita effectum accumulationis energiae magnopere amplificans.

Ob sumptum magnum et difficultatem in acquirendis mixtis metallicis, materiae carbonis adhuc principales materiae anodicae pro accumulatoribus natrii-ionis manent.

Ortus compositorum metallorum transitionis stratificatorum post inventionem grapheni fit. Hodie, materiae bidimensionales in batteriis natrii-ionicis adhibitae praecipue includunt NaxMO4, NaxCoO4, NaxMnO4, NaxVO4, NaxFeO4 stratificata natrii fundata, et cetera.

Materiae polyanionicae electrodi positivi primum in electrodis positivis accumulatorum lithium-ionum adhibitae sunt, et postea in accumulatoribus natrii-ionum. Inter materias repraesentativas magni momenti sunt crystalli olivini, ut NaMnPO4 et NaFePO4.

Phosphas metalli transitionalis initio ut materia electrodi positivae in batteriis lithium-ionicis adhibitus est. Processus synthesis satis maturus est et multae structurae crystallinae exstant.

Phosphas, ut structura tridimensionalis, structuram structuralem construit quae deintercalationi et intercalationi ionum natrii favet, deinde pilas ionum natrii cum praeclara potentia accumulationis energiae obtinet.

Materia structurae nucleo-cortice est novum genus materiae anodicae pro batteriis natrii-ionicis, quod modo annis proximis apparuit. Haec materia, materiis originalibus innixa, structuram cavam per exquisitam designationem structurae consecuta est.

Inter materias structurarum nucleo-cortice usitatissimis sunt nanocubi cava cobalti selenidi, nanosphaerae natrii vanadati nucleo-cortice co-dopati Fe-N, nanosphaerae porosae oxidi stanni cavae carbonis, et aliae structurae cavae.

Ob suas excellentes proprietates, una cum structura magica cava et porosa, maior activitas electrochemica electrolyto exponitur, et simul, etiam mobilitatem ionum electrolyti magnopere promovet ad efficientem energiae accumulationem consequendam.

Energia renovabilis globalis crescere pergit, progressionem technologiae accumulationis energiae promovens.

In praesenti, secundum varias methodos accumulationis energiae, dividi potest in accumulationem energiae physicam et accumulationem energiae electrochemicam.

Accumulatio energiae electrochemicae, ob commoda altae securitatis, sumptus humilis, usus flexibilis, et altae efficientiae, hodiernae novae technologiae accumulationis energiae normis progressionis respondet.

Secundum varios processus reactionis electrochemicae, fontes accumulationis energiae electrochemicae praecipue includunt supercondensatores, accumulatores plumbi-acidi, accumulatores potentiae cibustilis, accumulatores nickel-metalli hydridi, accumulatores natrii-sulfuris, et accumulatores lithium-ion.

In technologia accumulationis energiae, materiae electrodorum flexibilium multorum scientificorum studia propter varietatem designi, flexibilitatem, sumptum vile, et proprietates tutelae environmentalis attraxerunt.

Materiae carbonicae stabilitatem thermochemicam specialem, bonam conductivitatem electricam, magnam firmitatem, et proprietates mechanicas insolitas habent, quae eas electrodas promittentes pro batteriebus lithium-ionicis et batteriebus natrii-ionicis faciunt.

Supercapacitores sub condicionibus currentiae magnae celeriter onerari et exonerari possunt, et vitam cycli plus quam centum milies habent. Novum genus specialis accumulationis energiae electrochemicae inter condensatores et accumulatores constituunt.

Supercapacitores proprietates habent magnae densitatis potentiae et magnae rationis conversionis energiae, sed densitas energiae earum humilis est, ad se exonerandum proni sunt, et ad effluxum electrolyti proni sunt cum improprie adhibentur.

Quamquam cella potentiae combustibilis proprietates habet nullius onerationis, magnae capacitatis, altae capacitatis specificae, et latae extensionis potentiae specificae, tamen alta temperatura operationis, pretium altum, et efficientia conversionis energiae humilis eam tantum in processu commercializationis praesto esse faciunt, et in certis categoriis adhiberi.

Accumulatores plumbo-acidi commoda pretii humilis, technologiae maturae, et securitatis magnae habent, et late in stationibus basibus signorum, birotis electricis, autocinetis, et accumulatione energiae reticulatae adhibiti sunt. Tabulae breves, ut ambitum polluentes, requisitis et normis altioribus pro accumulatoribus accumulationis energiae satisfacere non possunt.

Accumulatores Ni-MH habent proprietates magnae versatilitatis, valoris calorifici humilis, magnae capacitatis monomerorum, et stabilis exonerationis, sed pondus earum relative magnum est, et multae difficultates in administratione seriei accumulatorum oriuntur, quae facile ad liquefactionem separatorum singularum accumulatorum ducere possunt.