Μπαταρία ροής οξειδοαναγωγής βαναδίου
ΔΕΥΤΕΡΕΥΟΥΣΕΣ ΜΠΑΤΑΡΙΕΣ – ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΡΟΗΣ Επισκόπηση
από τον MJ Watt-Smith, … FC Walsh, στο Encyclopedia of Electrochemical Power Sources
Το βανάδιο -Μπαταρία ροής οξειδοαναγωγής βαναδίου (VRB)πρωτοστάτησε σε μεγάλο βαθμό από τον M. Skyllas-Kazacos και τους συναδέλφους του το 1983 στο Πανεπιστήμιο της Νέας Νότιας Ουαλίας, Αυστραλία. Η τεχνολογία αναπτύσσεται τώρα από διάφορους οργανισμούς, όπως η E-Fuel Technology Ltd στο Ηνωμένο Βασίλειο και η VRB Power Systems Inc. στον Καναδά. Ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό του VRB είναι ότι χρησιμοποιεί το ίδιο χημικό στοιχείο και στα δύοάνοδος και οι ηλεκτρολύτες της καθόδου. Το VRB χρησιμοποιεί τις τέσσερις καταστάσεις οξείδωσης του βαναδίου και ιδανικά υπάρχει ένα ζευγάρι οξειδοαναγωγής βαναδίου σε κάθε ημικύτταρο. Τα ζευγάρια V(II)–(III) και V(IV)–(V) χρησιμοποιούνται στα αρνητικά και θετικά ημικύτταρα, αντίστοιχα. Τυπικά, ο υποστηρικτικός ηλεκτρολύτης είναι θειικό οξύ (~2–4 mol dm−3) και η συγκέντρωση βαναδίου είναι στην περιοχή 1–2 mol dm−3.
Οι αντιδράσεις φορτίου-εκφόρτισης στο VRB φαίνονται στις αντιδράσεις [I]–[III]. Κατά τη λειτουργία, η τάση ανοιχτού κυκλώματος είναι συνήθως 1,4 V σε κατάσταση φόρτισης 50% και 1,6 V σε κατάσταση φόρτισης 100%. Τα ηλεκτρόδια που χρησιμοποιούνται στα VRB είναι συνήθωςτσόχα άνθρακαή άλλες πορώδεις, τρισδιάστατες μορφές άνθρακα. Οι μπαταρίες χαμηλότερης ισχύος έχουν χρησιμοποιήσει σύνθετα ηλεκτρόδια άνθρακα-πολυμερούς.
Ένα σημαντικό πλεονέκτημα του VRB είναι ότι η χρήση του ίδιου στοιχείου και στα δύο ημιστοιχεία βοηθά στην αποφυγή προβλημάτων που σχετίζονται με τη διασταυρούμενη μόλυνση των δύο ηλεκτρολυτών μισών κυψελών κατά τη μακροχρόνια χρήση. Ο ηλεκτρολύτης έχει μεγάλη διάρκεια ζωής και ελαχιστοποιούνται τα προβλήματα απόρριψης απορριμμάτων. Το VRB προσφέρει επίσης υψηλή ενεργειακή απόδοση (<90% σε μεγάλες εγκαταστάσεις), χαμηλό κόστος για μεγάλες δυνατότητες αποθήκευσης, δυνατότητα αναβάθμισης των υπαρχόντων συστημάτων και μεγάλη διάρκεια ζωής. Οι πιθανοί περιορισμοί περιλαμβάνουν το σχετικά υψηλό κόστος κεφαλαίου των ηλεκτρολυτών με βάση το βανάδιο μαζί με το κόστος και την περιορισμένη διάρκεια ζωής της ιοντοανταλλακτικής μεμβράνης.
Ώρα δημοσίευσης: 31 Μαΐου 2021