Розділ 9.7: Зберігання енергії: батареї, суперконденсатори та накопичувачі водню

Історія накопичення енергії починається з винаходу першої батареї Алессандро Вольтою в 1800 році. Цей початковий винахід використовував комбінацію цинкових і мідних дисків, розділених картоном, змоченим у солоній воді, для створення невеликого електричного заряду. Згодом дослідники продовжували досліджувати нові матеріали та конструкції для акумуляторів, що призвело до розробки свинцево-кислотних акумуляторів у середині 19 століття та нікель-кадмієвих акумуляторів на початку 20 століття.

У другій половині 20-го століття прогрес у матеріалознавстві та електроніці призвів до розробки нових типів батарей, у тому числі літій-іонних, які зараз широко використовуються в портативних електронних пристроях, таких як смартфони та ноутбуки. Розробка акумуляторних батарей також зіграла ключову роль у розвитку відновлюваних джерел енергії, дозволяючи накопичувати надлишкову енергію з таких джерел, як вітер і сонце, і використовувати її пізніше, коли це буде необхідно.

Суперконденсатори, також відомі як ультраконденсатори, були вперше розроблені в 1950-х роках, але не отримали широкої уваги до 1980-х років. Вони пропонують високу щільність потужності та можливості швидкої зарядки та розрядки, що робить їх корисними для таких застосувань, як рекуперативне гальмування в електромобілях.

Зберігання водню, ще один важливий напрямок досліджень накопичення енергії, має довгу історію, починаючи з 19 століття. Однак розробка водневих паливних елементів у 1960-х роках відновила інтерес до технології зберігання водню. Сьогодні дослідники досліджують низку матеріалів і методів для зберігання водню, включаючи стиснений газ, рідкий водень і твердотільний накопичувач.

Оскільки попит на відновлювані джерела енергії продовжує зростати, потреба в ефективних рішеннях для зберігання енергії стає все більш важливою. Поточні дослідження в цій галузі зосереджені на покращенні продуктивності, ефективності та економічності технологій накопичення енергії, а також на дослідженні нових матеріалів і конструкцій для батарей, суперконденсаторів і систем зберігання водню.