Bateria de fluxo redox de vanádio, nome completo Bateria de fluxo REDOX de vanádio (VRB), é um tipo de bateria REDOX na qual substâncias ativas circulam em estado líquido. As baterias REDOX de ferro-cromo existem desde a década de 1960, mas as baterias REDOX de vanádio foram propostas em 1985 por Marria Kacos, da Universidade de Nova Gales do Sul, na Austrália, e, após mais de duas décadas de pesquisa e desenvolvimento, a tecnologia está à beira da maturidade. No Japão, baterias de vanádio do tipo fixo (em oposição às EV) para usinas de energia com regulação de pico e armazenamento de energia eólica estão se desenvolvendo rapidamente, e sistemas de armazenamento de energia com baterias de vanádio de alta potência têm sido colocados em uso e comercializados.
A energia elétrica debateria de vanádioé armazenado como energia química no eletrólito de ácido sulfúrico de íons vanádio de diferentes estados de valência, e oeletrolítico hidráulicoA pressão é colocada na pilha da bateria por uma bomba externa. Sob a ação da energia mecânica, a pressão hidráulica eletrolítica circula em diferentes tanques de armazenamento de líquido e no circuito fechado da meia bateria. A membrana de troca de prótons é usada como diafragma da bateria, e a solução eletrolítica flui paralelamente à superfície do eletrodo e ocorre a reação eletroquímica. A energia química armazenada na solução é convertida em energia elétrica pela coleta e condução de corrente através das placas de eletrodo duplo. Este processo de reação reversível permite que a bateria de vanádio seja carregada, descarregada e recarregada suavemente. O eletrólito positivo consiste em solução iônica V(Ⅴ) e V(Ⅳ), o eletrólito negativo consiste em solução iônica V(Ⅲ) e V(Ⅱ), carregamento da bateria, material positivo para solução iônica V(Ⅴ), solução iônica V(Ⅱ), descarga da bateria, eletrodo positivo e negativo, respectivamente, para solução iônica V(Ⅳ) e V(Ⅲ), a bateria interna através da condução H+. Os íons V(Ⅴ) e V(Ⅳ) existem na forma de íon VO2+ e íon VO2+ respectivamente em solução ácida, então as reações positivas e negativas das baterias de vanádio podem ser expressas da seguinte forma:
Eletrodo positivo durante o carregamento: VO2++H2O→VO2++2H++e-
Eletrodo negativo durante o carregamento: V3++ e-→V2+
Ânodo de descarga: VO2++2H++e-→VO2++H2O
Eletrodo negativo de descarga: V2+→V3++ e-
Usado como um sistema de armazenamento de energia,baterias de vanádiotêm as seguintes características
1, a potência de saída da bateria depende do tamanho da pilha da bateria, a capacidade de armazenamento de energia depende do armazenamento e da concentração do eletrólito, portanto, seu design é muito flexível, quando a potência de saída é certa, para aumentar a capacidade de armazenamento de energia, desde que aumente o volume do tanque de armazenamento de eletrólitos ou melhore a concentração do eletrólito;
2, a substância ativa da bateria de vanádio existe no líquido, o íon eletrólito é apenas umíon vanádio, portanto, não há mudança de fase de outras baterias durante o carregamento e descarregamento, a bateria tem uma longa vida útil;
3, o desempenho de carga e descarga é bom, pode ser descarregado profundamente sem danificar a bateria;
4. Baixa autodescarga, quando o sistema está em modo fechado, o eletrólito no tanque não apresenta fenômeno de autodescarga;
5, liberdade de localização da bateria de vanádio, o sistema pode ser totalmente automático, operação fechada, sem poluição, manutenção simples, baixo custo operacional;
6, o sistema de bateria não tem potencial de explosão ou perigo de incêndio, alta segurança;
7, as peças da bateria são principalmente materiais de carbono baratos, plásticos de engenharia, as fontes de materiais são ricas, fáceis de reciclar, não precisam de metais preciosos como catalisador de eletrodo;
8, alta eficiência energética, até 75%~80%, desempenho de custo muito alto;
9. Velocidade de inicialização rápida: se o reator estiver cheio de eletrólito, ele pode ser iniciado em 2 minutos, e o interruptor de estado de carga e descarga precisa de apenas 0,02 segundos durante a operação.
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