Vanadium-redox-flowbatterij
SECUNDAIRE ACCU'S – STROOMSYSTEMEN Overzicht
uit MJ Watt-Smith, … FC Walsh, in Encyclopedia of Electrochemical Power Sources
Het vanadium-vanadium-redox-flowbatterij (VRB)De technologie werd grotendeels ontwikkeld door M. Skyllas-Kazacos en collega's in 1983 aan de Universiteit van New South Wales in Australië. De technologie wordt nu verder ontwikkeld door verschillende organisaties, waaronder E-Fuel Technology Ltd in het Verenigd Koninkrijk en VRB Power Systems Inc. in Canada. Een bijzonder kenmerk van de VRB is dat deze hetzelfde chemische element gebruikt in zowel deanode- en kathode-elektrolytenDe VRB maakt gebruik van de vier oxidatietoestanden van vanadium, en idealiter is er één redoxkoppel van vanadium in elke halfcel. De V(II)–(III)- en V(IV)–(V)-koppels worden respectievelijk in de negatieve en positieve halfcellen gebruikt. Doorgaans is het ondersteunende elektrolyt zwavelzuur (∼2–4 mol dm−3) en ligt de vanadiumconcentratie in het bereik van 1–2 mol dm−3.
De laad-ontlaadreacties in de VRB worden weergegeven in reacties [I]–[III]. Tijdens bedrijf is de nullastspanning typisch 1,4 V bij 50% laadniveau en 1,6 V bij 100% laadniveau. De elektroden die in VRB's worden gebruikt zijn meestalkoolstofviltof andere poreuze, driedimensionale vormen van koolstof. Batterijen met een lager vermogen maken gebruik van elektroden van koolstof-polymeercomposieten.
Een groot voordeel van de VRB is dat het gebruik van hetzelfde element in beide halfcellen problemen met kruisbesmetting van de elektrolyten in de twee halfcellen tijdens langdurig gebruik helpt voorkomen. De elektrolyt heeft een lange levensduur en problemen met afvalverwerking worden geminimaliseerd. De VRB biedt bovendien een hoog energierendement (<90% in grote installaties), lage kosten voor grote opslagcapaciteiten, de mogelijkheid tot upgrades van bestaande systemen en een lange levensduur. Mogelijke beperkingen zijn de relatief hoge investeringskosten van vanadiumhoudende elektrolyten, samen met de kosten en beperkte levensduur van het ionenwisselingsmembraan.
Geplaatst op: 31 mei 2021