Akumulator przepływowy wanadowo-redoksowy
BATERIE WTÓRNE – SYSTEMY PRZEPŁYWOWE – PRZEGLĄD
od MJ Watt-Smith, … FC Walsh, w Encyklopedii elektrochemicznych źródeł energii
Wanad–akumulator przepływowy redoks wanadowy (VRB)Technologia ta została w dużej mierze opracowana przez M. Skyllas-Kazacos i współpracowników w 1983 roku na Uniwersytecie Nowej Południowej Walii w Australii. Obecnie technologię tę rozwija kilka organizacji, w tym E-Fuel Technology Ltd w Wielkiej Brytanii i VRB Power Systems Inc. w Kanadzie. Cechą szczególną VRB jest to, że wykorzystuje ten sam pierwiastek chemiczny w obuanoda i elektrolity katody. VRB wykorzystuje cztery stopnie utlenienia wanadu, a w idealnym przypadku w każdym półogniwie znajduje się jedna para redoks wanadu. Pary V(II)–(III) i V(IV)–(V) są używane odpowiednio w półogniwach ujemnych i dodatnich. Zazwyczaj elektrolitem pomocniczym jest kwas siarkowy (∼2–4 mol dm−3), a stężenie wanadu mieści się w zakresie 1–2 mol dm−3.
Reakcje ładowania i rozładowania w VRB przedstawiono w reakcjach [I]–[III]. Podczas pracy napięcie w obwodzie otwartym wynosi zazwyczaj 1,4 V przy 50% naładowaniu i 1,6 V przy 100% naładowaniu. Elektrody stosowane w VRB to zazwyczajfilce węglowelub innych porowatych, trójwymiarowych form węgla. Baterie o niższej mocy wykorzystują elektrody kompozytowe z węgla i polimeru.
Główną zaletą ogniwa VRB jest to, że zastosowanie tego samego elementu w obu półogniwach pozwala uniknąć problemów związanych z zanieczyszczeniem krzyżowym elektrolitów w obu półogniwach podczas długotrwałego użytkowania. Elektrolit charakteryzuje się długą żywotnością, a problemy z utylizacją odpadów są zminimalizowane. VRB oferuje również wysoką efektywność energetyczną (<90% w dużych instalacjach), niskie koszty magazynowania dużych ilości elektrolitu, możliwość modernizacji istniejących systemów oraz długi cykl życia. Możliwe ograniczenia obejmują stosunkowo wysoki koszt inwestycyjny elektrolitów na bazie wanadu, a także koszt i ograniczoną żywotność membrany jonowymiennej.
Czas publikacji: 31 maja 2021 r.