儲能技術(shù)是能源系統(tǒng)的“總控”

雙碳戰(zhàn)略背景下，減碳減排成為經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展以及維護(hù)全球生態(tài)系統(tǒng)的良策。由于傳統(tǒng)能源的總量不足，各國大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電為代表的新能源，但這類新能源因其自身局限具有不穩(wěn)定性的問題，無法保障大規(guī)模接入電網(wǎng)及供電的持續(xù)性。為了解決這一困境，儲能技術(shù)應(yīng)運而生，極大提升可再生能源利用率，成為智能電網(wǎng)及能源互聯(lián)網(wǎng)的中樞和“總控室”

儲能系統(tǒng)包括熱能、動能、電能、電磁能、化學(xué)能等能量的存儲，其研究、開發(fā)與應(yīng)用主要是以儲存熱能、電能為主，廣泛應(yīng)用于太陽能及風(fēng)能的利用，通過把一段時期內(nèi)暫時不用的多余能量通過某種方式收集并儲存起來，在使用高峰時或者運往能量緊缺的地方時再進(jìn)行輸出使用，利用這種能量存儲的方法實現(xiàn)電力的“移峰填谷”、廢熱和余熱的回收，廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑和空調(diào)的節(jié)能等領(lǐng)域。儲能系統(tǒng)由電池、電器元件、機(jī)械支撐、熱管理、能源管理系統(tǒng)等等組成，電池壽命在當(dāng)中發(fā)揮至關(guān)重要的作用，而決定電池使用壽命的關(guān)鍵在于儲能材料。為了創(chuàng)新儲能材料，提升鋰電池和超級電容器的能量密度、循環(huán)性、安全性等性能，需要在正極材料上進(jìn)行技術(shù)變革以及進(jìn)一步對負(fù)極材料開展研究。石墨烯因其優(yōu)異的力學(xué)性質(zhì)和物理性能，被視為理想的儲能材料，是提供鋰電池容量以及超級電容器能力密度的創(chuàng)新技術(shù)路線。

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石墨烯作為理想儲能材料的創(chuàng)新應(yīng)用

石墨烯的出現(xiàn)正釋放出在能源領(lǐng)域應(yīng)用的無限可能，邁向更綠色、高效、可持續(xù)發(fā)展的未來。石墨烯因其較大的比表面積、良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，一躍成為新型材料的榜首，在能源領(lǐng)域也是鋰電池和超級電容器的熱門材料，并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。石墨烯在鋰電池中的應(yīng)用包括三個方面，一是石墨烯復(fù)合電極材料，二是導(dǎo)電添加劑，三是石墨烯功能涂層。石墨烯基鋰離子電池即可應(yīng)用于分布式基站，也可應(yīng)用于無人機(jī)和燃料電池車，破解高溫極端環(huán)境下的續(xù)航及安全難題。石墨烯超級電容器是一種特殊的電容器，在能量儲存和釋放過程中擁有比同類產(chǎn)品更高的優(yōu)秀導(dǎo)電性和比表面積，即能夠為智能設(shè)備、柔性電子屏、可折疊手機(jī)等智能可穿戴設(shè)備，也能應(yīng)用于電動車等交通運輸領(lǐng)域。

石墨烯目前已應(yīng)用于多個行業(yè)，其中最顯著的是醫(yī)療保健和關(guān)鍵材料領(lǐng)域。據(jù)研究報告顯示，在未來5年內(nèi)，太陽能的發(fā)展將逐漸走向成熟，全球可再生電力供應(yīng)量可能增長50%。希臘建立起世界上第一個應(yīng)用石墨烯的太陽能農(nóng)場，探索石墨烯太陽能電池的生產(chǎn)，推動歐盟減少對化石燃料的依賴。同時，更有不少研究者加快研發(fā)大規(guī)模生產(chǎn)硅基石墨烯鋰離子電池的技術(shù)，優(yōu)化石墨烯在電池中的應(yīng)用，增加在電動汽車、移動電話、筆記本電腦等電子產(chǎn)品中的電池壽命和充電時間，改善消費者使用體驗。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，石墨烯在儲能領(lǐng)域?qū)⒔怄i更多應(yīng)用場景。

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石墨烯未來發(fā)展走向低成本與規(guī)?；?/strong>