نحو بطاريات معدنية-يود مستدامة: المواد، الكيمياء الكهربية واستراتيجيات التصميم

المُلخص نظرًا للوفرة الطبيعية لليود، وفعاليته من حيث التكلفة، واستدامته، فإن بطاريات المعدن-يود تنافس على أنظمة تخزين الطاقة من الجيل التالي ذات الكثافة الطاقية العالية وكثافة الطاقة الكبيرة. ومع ذلك، فإن الخصائص الذاتية لليود مثل العزل الإلكتروني وسلوك النقل لأنواع اليود القابلة للذوبان تؤثر سلبًا على أداء المعدل، ودورات التشغيل، وسلوك التفريغ الذاتي لبطاريات المعدن-يود، بينما يؤدي نمو الشوائب وتأكل المعادن على جانب المصعد إلى مخاطر أمان محتملة وديمومة أقل. لا تزال هذه المشكلات في نظام المعدن-يود موجودة وتحتاج إلى حل عاجل. هنا، نقوم بتلخيص تقدم الأبحاث في بطاريات المعدن-يود خلال العقود الماضية. أولاً، يتم تلخيص تصنيف واستراتيجية التصميم وآلية التفاعل لمنتج اليود. ثانيًا، يتم تسليط الضوء على التطور الحالي واستراتيجية الحماية للمصاعد المعدنية التقليدية في بطاريات المعدن-يود، ويقترح بعض المواد المحتملة للمصاعد واستراتيجيات تصميمها. ثالثًا، يتم مقارنة وتحليل المعلمات الكهروكيميائية الأساسية لبطاريات المعدن-يود الحديثة لحل المسائل الحرجة لتحقيق أنظمة تخزين الطاقة تستند إلى اليود من الجيل التالي. لذلك، يهدف هذا العرض إلى تعزيز تطوير بطاريات المعدن-يود وتقديم إرشادات لتصميمها.