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Die intermittierende Natur erneuerbarer Energiequellen, wie Solar- und Windenergie, erfordert effiziente und zuverlässige Speichergeräte für elektrische Energie. Derzeit wird nach einem Ersatz für Lithium-Ionen-Batterien (LIBs) gesucht, da die Kosten hoch, die Verfügbarkeit eingeschränkt und Sicherheitsbedenken bestehen. Da Na reichlicher, kostengünstiger und sicherer als Li ist, wurden Natrium-Ionen-Batterien (SIBs) als Ersatz für LIBs vorgeschlagen, in Anwendungen, in denen Gewicht und Größe der Batterien weniger wichtig sind. Unter den Komponenten wiederaufladbarer Batterien ist die Anode die wichtigste, da sie den größten Einfluss auf die Leistung der Batterie hat. Die schlechte Lebensdauer und die niedrigere Energiedichte von SIBs werden schwereren und größeren Na+-Ionen im Vergleich zu Li+-Ionen zugeschrieben. Zahlreiche Versuche wurden unternommen, um die elektrochemische Leistung von SIBs mit verschiedenen Anodenmaterialien zu verbessern. In diesem Papier präsentieren wir einen umfassenden Überblick über anorganische Anodenmaterialien für SIBs. Basierend auf dem Mechanismus der Ladungsspeicherung ist das Papier in i) Interkalation, ii) Umwandlung/Umwandlung-Interkalation, iii) Legierung und iv) Adsorption/Redox (MOF) basierte Anodenmaterialien unterteilt. Diese Abschnitte sind in Unterabschnitte zu spezifischen Anodenmaterialien unterteilt. Ein Mini-Abschnitt über Vollzellen-SIB-Studien wurde aufgenommen. Schließlich wird eine kurze Zusammenfassung des Reviews und zukünftige Vorschläge in Forschungsrichtungen vorgestellt, die Innovationen an den bestehenden Materialien, innovative neue Materialien und fortgeschrittene Charakterisierungstechniken sowie theoretische Berechnungen zur besseren Verständigung der Ladungsspeicherung und Anodendegradation bei wiederholtem Zyklus umfassen. • SIBs bieten ein vielversprechendes Gerät aufgrund ihrer Fülle, geringen Kosten und Sicherheit. • Potenzielle Wege zur Entwicklung anorganischer Anoden wurden ausführlich zusammengefasst. • Herausforderungen und Fortschritte umfassen spezifische Kapazität, langsame Kinetik und Leistungsfähigkeit. • Verschiedene Arten von Anodenmaterialien wie Interkalation, Legierung und Umwandlung. • MOF-abgeleitete Materialien zeigen signifikantes Potenzial für bessere Leistung von SIBs.
Dagar et al. (Mi,) untersuchten diese Frage.