توضیحات
ABSTRACT
An overview of capacitive technologies based on carbon materials (energy storage in electrical double-layer capacitors (EDLCs), capacitive deionization (CDI), energy harvesting, capacitive actuation, and potential controlled chromatography) is presented. The review reveals the role of carbon for these scientific and industrial purposes with disclosing the benefits and limitations of various nanostructured carbons for a certain application. A special attention is placed on the electrical double-layer (EDL) formation mechanisms affected by the porous texture of carbon and the electrode architecture. The importance of a careful selection of the electrolytic solution for the EDL formation inside the intraparticle pores of carbon electrodes is also enlightened.
INTRODUCTION
During the last fifty years, the worldwide industrial development accompanied by improving wealth in emerging markets and growth of the human population have driven a steadily increasing demand for new energy and fresh water supplies. The emission of noxious gases during fossil fuel consumption and the depletion of their reserves have led to introduce renewables (sun and wind) in the energy mix. Unfortunately, due to their intermittent character, the renewable technologies are not able to ensure a real-time balance of electricity supply. Therefore, in order to adapt the energy delivery to the demand and improve the energy efficiency, current researches are focused on introducing energy-storage technologies which would meet sustainability, environmental requirements and be cost-effective. What is more, the automotive industry faces the challenge to reduce the exhaust gases emission and amount of energy dissipated in urban areas by internal combustion engine powered vehicles. Encouraging efficient energy management should accelerate commercialization of the powertrain technologies to be applied in low carbon vehicles (LCV), fast-charging infrastructures in the stations, wireless monitoring systems or electricity load leveling in stationary and transportation systems. Apart from energy related issues, another critical problem worldwide concerns the shrinking access to potable water sources. It is commonly known that sea or brackish water is not suitable to drink without being desalinated. Therefore, alternative options to i.e. expensive vacuum distillation processes, reverse osmosis and cogeneration desalination plants, using either fossil fuels or nuclear power, are still highly sought in order to meet the global needs for clean water with reduced carbon footprint.
چکیده
خلاصه ای از فن آوری های خازنی بر اساس مواد کربن (ذخیره انرژی در خازن های دو لایه الکتریکی (EDLC)، deionization خازنی (CDI)، برداشت انرژی، اعمال خازنی، و کروماتوگرافی تحت کنترل بالقوه ارائه شده است. این بررسی نشان می دهد که نقش کربن برای این اهداف علمی و صنعتی با افشای مزایا و محدودیت های مختلف نانوساختارهای کربن برای یک برنامه خاص. توجه ویژه ای بر مکانیزم های تشکیل دو لایه الکتریکی (EDL) که تحت تاثیر بافت متخلخل کربن و معماری الکترود قرار دارند قرار دارد. اهمیت انتخاب دقیق راه حل الکترولیتی برای تشکیل EDL در داخل حفره های داخل قطعه ای از الکترودهای کربنی نیز روشن است.
مقدمه
در طی پنجاه سال گذشته، توسعه صنعتی در سراسر جهان همراه با بهبود ثروت در بازارهای نوظهور و رشد جمعیت انسانی، تقاضای به طور فزاینده ای برای تامین انرژی جدید و آب شیرین به ارمغان آورده است. انتشار گازهای مضر در هنگام مصرف سوخت فسیلی و از بین بردن ذخایر خود منجر به معرفی انرژی های تجدید پذیر (خورشید و باد) در ترکیب انرژی شده است. متاسفانه، با توجه به ویژگی متناوب آنها، فن آوری های تجدید پذیر قادر به تعادل در زمان واقعی برق نیستند. بنابراین، به منظور انطباق تحویل انرژی با تقاضا و بهبود بهره وری انرژی، تحقیقات فعلی بر روی معرفی فن آوری ذخیره سازی انرژی متمرکز هستند که پایداری، الزامات زیست محیطی و مقرون به صرفه را برآورده می کنند. علاوه بر این، صنعت خودرو با چالش برای کاهش انتشار گازهای خروجی و میزان انرژی که در مناطق شهری از طریق وسایل نقلیه موتورهای احتراق داخلی کاهش یافته است، مواجه است. تشویق مدیریت انرژی کارآمد باید سرعت بخشیدن به تکنولوژی های انتقال نیرو را در خودروهای کم کربن (LCV)، زیرساخت های سریع شارژ در ایستگاه ها، سیستم های مانیتورینگ بی سیم و یا بارگیری برق در سیستم های ثابت و حمل و نقل، تسریع بخشد. به غیر از مسائل مربوط به انرژی، مشکل دیگری که در سرتاسر جهان وجود دارد، دسترسی محدود به منابع آب آشامیدنی است. به طور معمول شناخته شده است که آب دریا یا آب شور برای آشامیدن بدون آب نمکی مناسب نیست. بنابراین، گزینه های جایگزین به عنوان مثال فرایند تقطیر با حرارت عالی، اسمز معکوس و گیاهان آب شیرین سازی مجدد، با استفاده از سوخت های فسیلی یا انرژی هسته ای، هنوز به شدت به دنبال تامین نیازهای جهانی برای آب پاک با کاهش اثرات کربن هستند.
Year: 2018
Publisher : ELSEVIER
By : Paula Ratajczak, Matthew E. Suss, FriedrichKaasik, François Béguin
File Information: English Language/ 31 Page / size: 2.23 MB
سال : 1397
ناشر : ELSEVIER
کاری از :Paula Ratajczak، Matthew E. Suss، FriedrichKaasik، François Béguin
اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 31 صفحه / حجم : MB 2.23
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.