Batería de flujo redox de vanadioLa batería de flujo REDOX de vanadio (VRB, por sus siglas en inglés) es un tipo de batería REDOX en la que las sustancias activas circulan en estado líquido. Las baterías REDOX de hierro-cromo existen desde la década de 1960, pero las baterías REDOX de vanadio fueron propuestas en 1985 por Marria Kacos en la Universidad de Nueva Gales del Sur en Australia, y después de más de dos décadas de investigación y desarrollo, la tecnología está a punto de alcanzar la madurez. En Japón, las baterías de vanadio de tipo fijo (a diferencia de las de vehículos eléctricos) para centrales eléctricas de regulación de picos y almacenamiento de energía eólica se están desarrollando rápidamente, y los sistemas de almacenamiento de energía con baterías de vanadio de alta potencia ya se utilizan y comercializan.
La energía eléctrica debatería de vanadiose almacena como energía química en el electrolito de ácido sulfúrico de iones de vanadio de diferentes estados de valencia, y lahidráulica electrolíticaLa presión se aplica al conjunto de baterías mediante una bomba externa. Bajo la acción de la energía mecánica, la presión electrohidráulica circula en diferentes tanques de almacenamiento de líquido y en el circuito cerrado de la mitad de la batería. Se utiliza una membrana de intercambio de protones como diafragma del paquete de baterías, y la solución electrolítica fluye paralela a la superficie del electrodo y se produce la reacción electroquímica. La energía química almacenada en la solución se convierte en energía eléctrica al recolectar y conducir corriente a través de las placas de electrodos dobles. Este proceso de reacción reversible permite que la batería de vanadio se cargue, descargue y recargue sin problemas. El electrolito positivo consta de una solución iónica de V(V) y V(IV), el electrolito negativo consta de una solución iónica de V(III) y V(II), carga de la batería, material positivo para la solución iónica de V(V), solución iónica de V(II), descarga de la batería, electrodo positivo y negativo respectivamente para la solución iónica de V(IV) y V(III), la batería interna a través de la conducción de H+. Los iones V(V) y V(IV) existen en forma de ion VO2+ e ion VO2+ respectivamente en solución ácida, por lo que las reacciones positivas y negativas de las baterías de vanadio se pueden expresar de la siguiente manera:
Electrodo positivo durante la carga: VO2++H2O→VO2++2H++e-
Electrodo negativo durante la carga: V3++ e-→V2+
Ánodo de descarga: VO2++2H++e-→VO2++H2O
Descarga del electrodo negativo: V2+→V3++ e-
Utilizado como sistema de almacenamiento de energía,baterías de vanadiotienen las siguientes características
1. La potencia de salida de la batería depende del tamaño del conjunto de baterías, la capacidad de almacenamiento de energía depende del almacenamiento y la concentración del electrolito, por lo que su diseño es muy flexible, cuando la potencia de salida es determinada, para aumentar la capacidad de almacenamiento de energía, basta con aumentar el volumen del tanque de almacenamiento de electrolito o mejorar la concentración del electrolito;
2. La sustancia activa de la batería de vanadio existe en el líquido, el ion del electrolito es solo uno.ión de vanadio, por lo que no hay cambio de fase de otras baterías durante la carga y descarga, la batería tiene una larga vida útil;
3. El rendimiento de carga y descarga es bueno, se puede descargar profundamente sin dañar la batería;
4. Baja autodescarga: cuando el sistema está en modo cerrado, el electrolito del tanque no presenta fenómeno de autodescarga;
5. Libertad de ubicación de la batería de vanadio, el sistema puede funcionar de forma totalmente automática y cerrada, sin contaminación, mantenimiento sencillo y bajo coste operativo;
6. El sistema de baterías no presenta peligro potencial de explosión o incendio, lo que garantiza una alta seguridad;
7. Las piezas de la batería son en su mayoría materiales de carbono baratos, plásticos de ingeniería, las fuentes de materiales son abundantes, fáciles de reciclar, no necesitan metales preciosos como catalizador de electrodo;
8, alta eficiencia energética, hasta un 75%~80%, muy alta relación costo-beneficio;
9. Velocidad de arranque rápida: si el reactor está lleno de electrolito, puede arrancar en 2 minutos, y el cambio de estado de carga y descarga solo requiere 0,02 segundos durante el funcionamiento.
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