Μπαταρία ροής βαναδίου Redox
ΔΕΥΤΕΡΕΥΟΝΤΕΣ ΜΠΑΤΑΡΙΕΣ – Επισκόπηση ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΡΟΗΣ
από τον MJ Watt-Smith, … FC Walsh, στην Εγκυκλοπαίδεια Ηλεκτροχημικών Πηγών Ενέργειας
Το βανάδιο–μπαταρία βαναδίου οξειδοαναγωγής ροής (VRB)πρωτοπόρος ήταν σε μεγάλο βαθμό ο M. Skyllas-Kazacos και οι συνεργάτες του το 1983 στο Πανεπιστήμιο της Νέας Νότιας Ουαλίας στην Αυστραλία. Η τεχνολογία αναπτύσσεται τώρα από διάφορους οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένης της E-Fuel Technology Ltd στο Ηνωμένο Βασίλειο και της VRB Power Systems Inc. στον Καναδά. Ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό της VRB είναι ότι χρησιμοποιεί το ίδιο χημικό στοιχείο και στα δύοηλεκτρολύτες ανόδου και καθόδουΤο VRB χρησιμοποιεί τις τέσσερις καταστάσεις οξείδωσης του βαναδίου και, ιδανικά, υπάρχει ένα οξειδοαναγωγικό ζεύγος βαναδίου σε κάθε ημιστοιχείο. Τα ζεύγη V(II)–(III) και V(IV)–(V) χρησιμοποιούνται στα αρνητικά και θετικά ημιστοιχεία, αντίστοιχα. Συνήθως, ο ηλεκτρολύτης υποστήριξης είναι θειικό οξύ (∼2–4 mol dm−3) και η συγκέντρωση βαναδίου κυμαίνεται από 1–2 mol dm−3.
Οι αντιδράσεις φόρτισης-εκφόρτισης στο VRB παρουσιάζονται στις αντιδράσεις [I]–[III]. Κατά τη λειτουργία, η τάση ανοιχτού κυκλώματος είναι συνήθως 1,4 V σε κατάσταση φόρτισης 50% και 1,6 V σε κατάσταση φόρτισης 100%. Τα ηλεκτρόδια που χρησιμοποιούνται στα VRB είναι συνήθωςτσόχες άνθρακαή άλλες πορώδεις, τρισδιάστατες μορφές άνθρακα. Οι μπαταρίες χαμηλότερης ισχύος έχουν χρησιμοποιήσει σύνθετα ηλεκτρόδια άνθρακα-πολυμερούς.
Ένα σημαντικό πλεονέκτημα του VRB είναι ότι η χρήση του ίδιου στοιχείου και στα δύο ημιστοιχεία βοηθά στην αποφυγή προβλημάτων που σχετίζονται με τη διασταυρούμενη μόλυνση των δύο ηλεκτρολυτών ημιστοιχείων κατά τη μακροχρόνια χρήση. Ο ηλεκτρολύτης έχει μεγάλη διάρκεια ζωής και ελαχιστοποιούνται τα προβλήματα απόρριψης αποβλήτων. Το VRB προσφέρει επίσης υψηλή ενεργειακή απόδοση (<90% σε μεγάλες εγκαταστάσεις), χαμηλό κόστος για μεγάλες δυνατότητες αποθήκευσης, δυνατότητα αναβάθμισης των υπαρχόντων συστημάτων και μεγάλη διάρκεια ζωής. Πιθανοί περιορισμοί περιλαμβάνουν το σχετικά υψηλό κόστος κεφαλαίου των ηλεκτρολυτών με βάση το βανάδιο, μαζί με το κόστος και την περιορισμένη διάρκεια ζωής της μεμβράνης ανταλλαγής ιόντων.
Ώρα δημοσίευσης: 31 Μαΐου 2021