वैनेडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरीवैनेडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरी (वीआरबी) एक प्रकार की रेडॉक्स बैटरी है जिसमें सक्रिय पदार्थ तरल अवस्था में प्रवाहित होते हैं। आयरन-क्रोमियम रेडॉक्स बैटरियां 1960 के दशक से मौजूद हैं, लेकिन वैनेडियम रेडॉक्स बैटरियों का प्रस्ताव 1985 में ऑस्ट्रेलिया के न्यू साउथ वेल्स विश्वविद्यालय में मारिया काकोस द्वारा दिया गया था, और दो दशकों से अधिक के अनुसंधान और विकास के बाद, यह तकनीक परिपक्वता के कगार पर है। जापान में, पीक रेगुलेटिंग पावर स्टेशनों और पवन ऊर्जा भंडारण के लिए स्थिर प्रकार (इलेक्ट्रिक वाहनों के विपरीत) वैनेडियम बैटरियों का तेजी से विकास हो रहा है, और उच्च-शक्ति वैनेडियम बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालियों को उपयोग में लाया जा चुका है और उनका व्यावसायीकरण किया जा चुका है।
विद्युत ऊर्जावैनेडियम बैटरीयह ऊर्जा विभिन्न संयोजकता अवस्थाओं वाले वैनेडियम आयनों के सल्फ्यूरिक एसिड इलेक्ट्रोलाइट में रासायनिक ऊर्जा के रूप में संग्रहित होती है, औरइलेक्ट्रोलाइटिक हाइड्रोलिकबाहरी पंप द्वारा बैटरी पाइल में दबाव डाला जाता है। यांत्रिक शक्ति के प्रभाव से, इलेक्ट्रोलाइटिक हाइड्रोलिक दबाव विभिन्न तरल भंडारण टैंकों और आधी बैटरी के बंद लूप में संचारित होता है। प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन का उपयोग बैटरी पैक के डायाफ्राम के रूप में किया जाता है, और इलेक्ट्रोलाइट विलयन इलेक्ट्रोड सतह के समानांतर प्रवाहित होता है तथा विद्युत रासायनिक अभिक्रिया होती है। विलयन में संग्रहित रासायनिक ऊर्जा को दोहरे इलेक्ट्रोड प्लेटों के माध्यम से धारा एकत्रित और प्रवाहित करके विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। यह प्रतिवर्ती अभिक्रिया प्रक्रिया वैनेडियम बैटरी को सुचारू रूप से चार्ज, डिस्चार्ज और रिचार्ज करने में सक्षम बनाती है। धनात्मक इलेक्ट्रोलाइट में V(Ⅴ) और V(Ⅳ) आयनिक विलयन होते हैं, ऋणात्मक इलेक्ट्रोलाइट में V(Ⅲ) और V(Ⅱ) आयनिक विलयन होते हैं। बैटरी चार्जिंग में धनात्मक पदार्थ V(Ⅴ) आयनिक विलयन और V(Ⅱ) आयनिक विलयन होते हैं। बैटरी डिस्चार्ज में धनात्मक और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड क्रमशः V(Ⅳ) और V(Ⅲ) आयनिक विलयन होते हैं। बैटरी के आंतरिक भाग में H+ चालन होता है। अम्लीय विलयन में V(Ⅴ) और V(Ⅳ) आयन क्रमशः VO2+ आयन और VO2+ आयन के रूप में विद्यमान होते हैं, इसलिए वैनेडियम बैटरी की धनात्मक और ऋणात्मक प्रतिक्रियाओं को निम्नानुसार व्यक्त किया जा सकता है:
चार्जिंग के दौरान धनात्मक इलेक्ट्रोड: VO2++H2O→VO2++2H++e-
चार्ज करते समय ऋणात्मक इलेक्ट्रोड: V3++ e-→V2+
डिस्चार्ज एनोड: VO2++2H++e-→VO2++H2O
ऋणात्मक इलेक्ट्रोड का निर्वहन: V2+→V3++ e-
ऊर्जा भंडारण प्रणाली के रूप में उपयोग किया जाता है,वैनेडियम बैटरीनिम्नलिखित विशेषताएं हैं
1. बैटरी की आउटपुट पावर बैटरी के आकार पर निर्भर करती है, ऊर्जा भंडारण क्षमता इलेक्ट्रोलाइट भंडारण और सांद्रता पर निर्भर करती है, इसलिए इसका डिजाइन बहुत लचीला होता है, जब आउटपुट पावर निश्चित हो, तो ऊर्जा भंडारण क्षमता को बढ़ाने के लिए, इलेक्ट्रोलाइट भंडारण टैंक की मात्रा को बढ़ाना या इलेक्ट्रोलाइट सांद्रता में सुधार करना आवश्यक है;
2. वैनेडियम बैटरी का सक्रिय पदार्थ तरल अवस्था में मौजूद होता है, इलेक्ट्रोलाइट आयन केवल एक ही होता है।वैनेडियम आयनइसलिए, चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान अन्य बैटरियों की तरह इसमें कोई फेज परिवर्तन नहीं होता है, जिससे बैटरी का सेवा जीवन लंबा होता है;
3. चार्ज और डिस्चार्ज का प्रदर्शन अच्छा है, बैटरी को नुकसान पहुंचाए बिना इसे पूरी तरह से डिस्चार्ज किया जा सकता है;
4. कम स्व-निर्वहन, जब सिस्टम बंद मोड में होता है, तो टैंक में इलेक्ट्रोलाइट में स्व-निर्वहन की घटना नहीं होती है;
5. वैनेडियम बैटरी लगाने की स्वतंत्रता, सिस्टम पूरी तरह से स्वचालित बंद संचालन कर सकता है, प्रदूषण रहित, सरल रखरखाव, कम परिचालन लागत;
6. बैटरी प्रणाली में विस्फोट या आग का कोई खतरा नहीं है, उच्च सुरक्षा है;
7. बैटरी के पुर्जे ज्यादातर सस्ते कार्बन सामग्री, इंजीनियरिंग प्लास्टिक से बने होते हैं, सामग्री के स्रोत प्रचुर मात्रा में होते हैं, पुनर्चक्रण करना आसान होता है, इलेक्ट्रोड उत्प्रेरक के रूप में कीमती धातुओं की आवश्यकता नहीं होती है;
8. उच्च ऊर्जा दक्षता, 75% से 80% तक, बहुत उच्च लागत प्रदर्शन;
9. तीव्र स्टार्टअप गति, यदि रिएक्टर इलेक्ट्रोलाइट से भरा हुआ है, तो इसे 2 मिनट के भीतर शुरू किया जा सकता है, और संचालन के दौरान चार्जिंग और डिस्चार्जिंग स्थिति स्विच के लिए केवल 0.02 सेकंड की आवश्यकता होती है।
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