بطارية تدفق الفاناديوم المؤكسد المختزل
نظرة عامة على البطاريات الثانوية - أنظمة التدفق
من إم جيه وات سميث، ... إف سي والش، في موسوعة مصادر الطاقة الكهروكيميائية
الفاناديوم–بطارية تدفق الفاناديوم المؤكسد المختزل (VRB)كان م. سكايلاس-كازاكوس وزملاؤه من الرواد الرئيسيين في هذا المجال عام 1983 في جامعة نيو ساوث ويلز بأستراليا. وتقوم حاليًا عدة منظمات بتطوير هذه التقنية، بما في ذلك شركة E-Fuel Technology Ltd في المملكة المتحدة وشركة VRB Power Systems Inc. في كندا. ومن السمات المميزة لبطاريات VRB أنها تستخدم نفس العنصر الكيميائي في كلٍ من...إلكتروليتات الأنود والكاثودتستخدم بطارية الفاناديوم المؤكسدة-المختزلة (VRB) حالات الأكسدة الأربع للفاناديوم، وفي الوضع الأمثل يوجد زوج أكسدة-اختزال واحد للفاناديوم في كل نصف خلية. يُستخدم الزوجان V(II)–(III) و V(IV)–(V) في نصفي الخلية السالب والموجب على التوالي. عادةً، يكون المحلول الإلكتروليتي الداعم هو حمض الكبريتيك (بتركيز يتراوح بين 2 و4 مول/ديسيمتر مكعب)، ويتراوح تركيز الفاناديوم بين 1 و2 مول/ديسيمتر مكعب.
تُظهر التفاعلات [I]–[III] تفاعلات الشحن والتفريغ في بطارية الفاناديوم المؤكسدة-المختزلة. أثناء التشغيل، يكون جهد الدائرة المفتوحة عادةً 1.4 فولت عند 50% من حالة الشحن و1.6 فولت عند 100% من حالة الشحن. عادةً ما تكون الأقطاب الكهربائية المستخدمة في بطاريات الفاناديوم المؤكسدة-المختزلة مصنوعة منلباد الكربونأو أشكال أخرى مسامية ثلاثية الأبعاد من الكربون. وقد استخدمت بطاريات ذات طاقة أقل أقطابًا مركبة من الكربون والبوليمر.
تتمثل إحدى المزايا الرئيسية لبطارية الفاناديوم المؤكسدة-المختزلة (VRB) في أن استخدام العنصر نفسه في نصفي الخلية يُسهم في تجنب مشاكل التلوث المتبادل بين إلكتروليتات نصفي الخلية أثناء الاستخدام طويل الأمد. يتميز الإلكتروليت بعمر افتراضي طويل، كما تُقلل مشاكل التخلص من النفايات إلى أدنى حد. توفر بطارية الفاناديوم المؤكسدة-المختزلة أيضًا كفاءة طاقة عالية (أقل من 90% في المنشآت الكبيرة)، وتكلفة منخفضة لسعات تخزين كبيرة، وإمكانية ترقية الأنظمة القائمة، وعمر دورة طويل. تشمل القيود المحتملة التكلفة الرأسمالية المرتفعة نسبيًا للإلكتروليتات القائمة على الفاناديوم، بالإضافة إلى تكلفة غشاء التبادل الأيوني وعمره الافتراضي المحدود.
تاريخ النشر: 31 مايو 2021