Desenvolvimento de Baterias solares de íon-Li
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Desenvolvimento de Baterias solares de íon-Li


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Com o crescente demanda de energia e a crise ambiental, o desenvolvimento e a aplicação 
de energias renováveis tornou-se um assunto de grande urgência. A energia solar, uma das 
mais promissoras, pode gerar em torno de 23.000 TW ano e poderia satisfazer 
completamente o consumo global de energia 16.000 TW ano. Enquanto isso não acontece, 
a fonte não poluente e os baixos custos de operação mantém a energia solar com uma 
enorme perspectiva prática de aplicação. O grande problema no entanto é a intermitência, 
ou seja, a interrupção, que impede inerentemente as suas aplicações generalizadas, e esta 
falha afeta simultaneamente outros tipos de energias renováveis. Portanto, é de extrema 
importância procurar sistemas de conversão / armazenamento de energia para equilibrar o 
descompasso entre produção e consumo. 
As células fotovoltaicas comuns apenas convertem energia solar em energia elétrica para 
uso direto de clientes, sem a função de armazenagem. Já baterias recarregáveis \u200b\u200bpermitem 
converter energia elétrica em energia química armazenável e realizar a conversão / 
armazenamento reciclável entre energia elétrica e energia química. Além disso, as baterias 
recarregáveis \u200b\u200bcom alta densidade de energia foram amplamente aplicadas em vários 
campos, como equipamentos eletrônicos portáteis, veículos elétricos, aeroespacial e outras 
áreas importantes. Portanto, a exploração da energia solar em baterias recarregáveis \u200b\u200bpode 
não apenas alcançar a aplicação em larga escala em termos de produção, mas também 
ajudar as baterias recarregáveis \u200b\u200bjá existente a economizar energia elétrica. 
Para o desenvolvimento em larga escala para o armazenamento de energia solar em 
baterias recarregáveis, o fotocatalisador é um componente fundamental devido à sua 
propriedade única de capturar a radiação solar e desempenha um papel crucial como uma 
ponte para realizar a conversão / armazenamento de energia solar em pilhas recarregáveis. 
O nanofotocatalisador tem sido um campo muito esclarecedor da ciência baseado em sua 
alta atividade, seletividade e produtividade. Os catalisadores em nanoescala com estruturas 
cristalinas e eletrônicas únicas dão origem à melhoria no desempenho da catálise, diferindo 
dos materiais a granel [7,8]. Com base na superioridade da nanoescala, os nanofotoclos 
têm sido extensivamente aplicados em alguns campos convencionais, como a separação de 
água fotoeletroquímica, a decomposição de poluentes orgânicos e dispositivos de coleta de 
energia, entre outros [9-11]. Além disso, o armazenamento de energia solar em baterias 
recarregáveis \u200b\u200bé uma solução emergente para revolucionar a conversão de fotoeletricidade, 
destacando ainda mais a importância dos nanofotocatalisadores. Em comparação com a 
combinação externa de PVs, as baterias recarregáveis \u200b\u200bmovidas a energia solar, que 
integram fotoeletrodos e baterias recarregáveis \u200b\u200bem um único dispositivo, simplificam ainda 
mais os sistemas inteiros. 
 
Combinação externa de PVs em baterias recarregáveis 
 
É bem conhecido que as células fotovoltaicas (PVs) têm sido consideradas como um dos 
tipos de tecnologias de energia renovável que mais crescem. No entanto, a intermitência da 
potência de saída dos painéis fotovoltaicos tem sido uma grande falha devido ao seu 
acoplamento direto à disponibilidade da irradiação solar. As baterias recarregáveis \u200b\u200btêm o 
vantagem da carga / descarga contínua e de longo prazo, especialmente para algumas 
baterias de íons de lítio comercializadas. Portanto, as tentativas de captar a energia elétrica 
usando dois dispositivos independentes de coleta e armazenamento de energia já foram 
realizadas para as aplicações práticas em grande escala da energia solar (Fig. 3a). 
Investigou-se então um carregamento fotovoltaico (PV) solar da bateria de íons de lítio 
ligando externamente os módulos fotovoltaicos de silício altamente eficazes à célula de íons 
de lítio do tipo fosfato de ferro. 
 
 
As combinações externas de PVs em outras baterias recarregáveis \u200b\u200btambém obtiveram 
muita atenção. Por exemplo, um pesquisador projetou e testou um sistema de 
carregamento de baterias solares fotovoltaicas, que empregava a bateria de hidreto de 
níquel-metal (NiMH) no híbrido GM-mode e um conversor DC-DC para aumentar a tensão 
suficiente para carregar a bateria. A eficiência do sistema de carregamento da energia solar 
para a bateria foi em média de 13,5%, e o fator de acoplamento entre os dois sistemas foi 
médio/alto indicando a viabilidade do carregamento solar fotovoltaico para veículos plug-in 
(veículos elétricos de longo alcance). Embora essas estratégias combinadas externamente 
tenham alcançado conversão / armazenamento viável de energia solar em baterias 
recarregáveis \u200b\u200be demonstrado a considerável eficiência de conversão e armazenamento 
fotoelétrico, ainda há alguns desafios nesses sistemas para as aplicações práticas. Por 
exemplo, em comparação com a única bateria recarregável, os módulos PVs extras e os 
fios externos aumentam o custo de armazenamento de energia e aumentam o volume e o 
peso de todo o dispositivo. Além disso, o desempenho elétrico de saída de baterias 
recarregáveis \u200b\u200bnos sistemas acima não depende apenas da conversão em si, mas também 
depende dos comportamentos dos PVs. Porém, todos os sistemas são flexíveis e precisam 
resolver os problemas de dois dispositivos únicos. Portanto, a integração interna de 
fotoeletrodos em baterias recarregáveis \u200b\u200bcomo uma das possíveis soluções tem despertado 
grandes preocupações. 
 
Combinação externa de Células fotovoltaicas (PVs) em baterias recarregáveis 
 
É bem conhecido que as células fotovoltaicas (PVs) têm sido consideradas como um dos 
tipos de tecnologias de energia renovável que mais crescem. No entanto, a intermitência da 
potência de saída dos painéis fotovoltaicos tem sido uma grande falha devido ao seu 
acoplamento direto à disponibilidade da irradiação solar. As baterias recarregáveis \u200b\u200btêm o 
vantagem da carga / descarga contínua e de longo prazo, especialmente para algumas 
baterias de íons de lítio comercializadas. Portanto, as tentativas de captar a energia elétrica 
usando dois dispositivos independentes de coleta e armazenamento de energia já foram 
realizadas para as aplicações práticas em grande escala da energia solar (Fig. 3a). 
Investigou-se então um carregamento fotovoltaico (PV) solar da bateria de íons de lítio 
ligando externamente os módulos fotovoltaicos de silício altamente eficazes à célula de íons 
de lítio do tipo fosfato de ferro. 
 
 
As combinações externas de PVs em outras baterias recarregáveis \u200b\u200btambém obtiveram 
muita atenção. Por exemplo, um pesquisador projetou e testou um sistema de 
carregamento de baterias solares fotovoltaicas, que empregava a bateria de hidreto de 
níquel-metal (NiMH) e um conversor DC-DC para aumentar a tensão suficiente para 
carregar a bateria Embora essas estratégias combinadas externamente tenham alcançado 
conversão / armazenamento viável de energia solar em baterias recarregáveis \u200b\u200be 
demonstrado a considerável eficiência de conversão e armazenamento fotoelétrico, ainda 
há alguns desafios nesses sistemas para as aplicações práticas. Por exemplo, em 
comparação com a única bateria recarregável, os módulos PVs extras e os fios externos 
aumentam o custo de armazenamento de energia e aumentam o volume e o peso de todo o 
dispositivo. Além disso, o desempenho elétrico de saída de baterias recarregáveis \u200b\u200bnos 
sistemas acima não depende apenas da conversão em si, mas também depende dos 
comportamentos dos PVs. Por conta disso, todos os sistemas são flexíveis e precisam 
resolver os problemas de dois dispositivos únicos. Portanto, a integração interna de 
fotoeletrodos em baterias recarregáveis \u200b\u200bcomo uma das possíveis soluções tem despertado 
grandes preocupações. 
 
 
Integração interna de fotoeletrodos em baterias recarregáveis 
 
Para simplificar o processo de