مروری بر سیر تکاملی باتری های مبتنی بر کلسیم ، چالش ها و چشم اندازها

افزایش تقاضای ذخیره انرژی در دستگاه های قابل حمل ، وسایل نقلیه الکتریکی و ذخیره انرژی در مقیاس قابل توجه ، تحقیقات گسترده ای را برای فناوری های باتری های مقرون به صرفه تر و متراکم تر نسبت به باتری های Li-ion انجام داده است . از این رو، با توجه به نیاز های حائز اهمیت همچون، ذخیره سازی انرژی در مقیاس بزرگ با راندمان بالا، باعث شکل گیری تحقیقات علمی بسیاری شده تا به سرعت تحقیقات نوینی را برای اکتشاف باتری های جدیدی ، با راندمان بالا در کنار هزینه کمتر نسبت به سایر باتری های ابداع شده گردد. فلز قلیایی خاکی کلسیم (Ca )، یک ماده آند مناسب برای توسعه نسل بعدی باتری های قابل شارژ در نظر گرفته شده است . پس از یون لیتیوم، باتری های مبتنی بر یون کلسیم (CIB) به دلیل رقابت بر روی پارامتر های مهم همچون هزینه ی کمتر، پتانسیل های استاندارد ردوکس پایین و ایمنی بالا توجه گستردهای را به خود جلب کردهاند. با این حال، بر اساس تحقیقات انجام شده، با توجه به محدودیت های توسعه مواد برای سنتز الکترود با مشکلاتی روبه رو است و به همین دلیل سرعت پیشرفت این دسته از مواد، به کندی پیش میرود. به دلیل این مشکل حائز اهمیت ، و همچین با توجه به این که کلسیم عنصری فراوان است و پتانسیل کاهش استاندارد جالبی دارد، عامل اصلی یافتن الکترولیت هایی می باشد که آبکاری برگشت پذیر و جداسازی کلسیم را ممکن می سازد، که اخرای بر آن غلبه شده است . تلاش های در حال انجام بر روی بهینه سازی آن ها متمرکز می شوند تا عملکرد موثر آند های کلسیم را در دمای اتاق و در یک محفظه عملیات پتانسیل ردوکس بزرگ، علی رغم تشکیل یک لایه غیرفعال سازی در رابط الکترولیت /آند، فعال کنند. به موازات آن، محققان به دنبال مواد کاتدی مناسبی هستند که امکان درج سریع و غیرقابل ورود یون های +۲Ca را فراهم می کند، که باید با استفاده از تکنیک های مختلف توصیف های مکمل بررسی شوند تا از بررسی های نادرست نتایج حاصل از واکنش های جانبی جلوگیری شود.

کلیدواژه ها:

کلسیم ، لیتیوم ، پتانسیل استاندارد ، ذخیره انرژی