إنجازات، تحديات، وآفاق بطاريات الكالسيوم

تتناول هذه المراجعة المحاولات السابقة لتطوير تقنية بطارية (قابلة للشحن) تستند إلى الكالسيوم من خلال الإنجازات الحاسمة للوصول إلى مناقشة شاملة حول التحديات الحالية. يتطلب تحقيق تقنية بطارية الكالسيوم القابلة للشحن بشكل أساسي تحديد وتطوير الأقطاب الكهربائية والمحللات المناسبة، ولهذا السبب نتناول هنا التقدم بدءًا من المتطلبات الأساسية للأقطاب الكهربائية/المحللات، والمفاهيم، والمواد، والتراكيب المستخدمة وأخيرًا تحليل نقدي لحالة الفن، مما يسمح لنا بالاستنتاج حول العوائق المحددة التي لا تزال موجودة. فيما يتعلق بالإنجازات الحاسمة، تم تحقيق الطلاء والعزل العكسى للكالسيوم عند واجهة الأنود المعدني مؤخرًا فقط ومن خلال صيغ محللات محددة جدًا. لذلك، بينما يسعى الكثير من البحث الحالي إلى إيجاد أقطاب تمثيلية لتحقيق دليل على المفهوم لبطارية كالسيوم كاملة، فإن طيف المحللات التي تم البحث عنها قد تم توسيعه أيضًا. إن توافق مكونات الخلية أمر ضروري، ومن أجل ضمان ذلك، هناك حاجة إلى توصيف مناسب، مما يتطلب تصميم مجموعة متنوعة من إعدادات تجريبية موثوقة وأحيانًا تطوير منهجية تتجاوز ما هو موجود في تقنيات البطاريات من الجيل القادم الأخرى. أخيرًا، نستنتج بتوصيات لاستراتيجيات مستقبلية للاستخدام الأمثل للتقدم الحالي في علم المواد، جنبًا إلى جنب مع التصميم الحسابي، والكيمياء الكهربائية، وهندسة البطاريات، وكل ذلك لدفع تقنية بطارية الكالسيوم إلى الواقع والوصول في النهاية إلى كامل إمكاناتها لتخزين الطاقة.