Ванадиевая проточная редокс-батарея
ВТОРИЧНЫЕ БАТАРЕИ – СИСТЕМЫ ПОТОКА: Обзор
из работы М. Дж. Уотт-Смита, … Ф. К. Уолша, в «Энциклопедии электрохимических источников энергии».
Ванадий-ванадиевая проточная редокс-батарея (VRB)Технология VRB была в значительной степени разработана М. Скилласом-Казакосом и его коллегами в 1983 году в Университете Нового Южного Уэльса, Австралия. В настоящее время технология разрабатывается несколькими организациями, включая E-Fuel Technology Ltd в Великобритании и VRB Power Systems Inc. в Канаде. Особенностью VRB является то, что в ней используется один и тот же химический элемент как в топливе, так и в топливе.электролиты анода и катодаВ ванадиевой проточной батарее используются четыре степени окисления ванадия, и в идеале в каждой полуячейке должна быть одна окислительно-восстановительная пара ванадия. В отрицательной и положительной полуячейках используются пары V(II)–(III) и V(IV)–(V) соответственно. Обычно в качестве поддерживающего электролита используется серная кислота (∼2–4 моль дм−3), а концентрация ванадия находится в диапазоне 1–2 моль дм−3.
Реакции заряда-разряда в ванадиевой проточной батарее показаны в реакциях [I]–[III]. Во время работы напряжение холостого хода обычно составляет 1,4 В при 50% степени заряда и 1,6 В при 100% степени заряда. Электроды, используемые в ванадиевых проточных батареях, обычно представляют собойуглеродный войлокили других пористых трехмерных форм углерода. В батареях меньшей мощности используются композитные электроды из углерода и полимера.
Одним из главных преимуществ ванадиевых проточных батарей (ВПБ) является использование одного и того же элемента в обеих полуячейках, что позволяет избежать проблем, связанных с перекрестным загрязнением электролитов двух полуячеек при длительной эксплуатации. Электролит имеет длительный срок службы, а проблемы утилизации отходов сведены к минимуму. ВПБ также обеспечивают высокую энергоэффективность (<90% в крупных установках), низкую стоимость для больших объемов хранения, возможность модернизации существующих систем и длительный срок службы. Возможные ограничения включают относительно высокую капитальную стоимость ванадиевых электролитов, а также стоимость и ограниченный срок службы ионообменной мембраны.
Дата публикации: 31 мая 2021 г.