Batteria a flusso Redox al vanadio-BATTERIE SECONDARIE – SISTEMI A FLUSSO | Panoramica

Batteria a flusso Redox al vanadio

BATTERIE SECONDARIE – SISTEMI DI FLUSSO Panoramica

da MJ Watt-Smith, … FC Walsh, in Enciclopedia delle fonti di energia elettrochimiche

Il vanadio–batteria a flusso redox al vanadio (VRB)è stato in gran parte introdotto da M. Skyllas-Kazacos e colleghi nel 1983 presso l'Università del Nuovo Galles del Sud, in Australia. La tecnologia è ora in fase di sviluppo da diverse organizzazioni tra cui E-Fuel Technology Ltd nel Regno Unito e VRB Power Systems Inc. in Canada. Una caratteristica particolare del VRB è che impiega lo stesso elemento chimico in entrambi ielettroliti dell'anodo e del catodo. Il VRB utilizza i quattro stati di ossidazione del vanadio e idealmente c'è una coppia redox di vanadio in ciascuna semicella. Le coppie V(II)–(III) e V(IV)–(V) vengono utilizzate rispettivamente nelle semicelle negative e positive. Tipicamente, l'elettrolita di supporto è l'acido solforico (∼2–4 mol dm−3) e la concentrazione di vanadio è compresa tra 1–2 mol dm−3.

Le reazioni di carica-scarica nel VRB sono mostrate nelle reazioni [I]–[III]. Durante il funzionamento, la tensione a circuito aperto è tipicamente di 1,4 V al 50% dello stato di carica e 1,6 V al 100% dello stato di carica. Gli elettrodi utilizzati nei VRB sono solitamentefeltri di carbonioo altre forme porose e tridimensionali di carbonio. Le batterie di potenza inferiore utilizzano elettrodi compositi in polimero di carbonio.

Uno dei principali vantaggi del VRB è che l'uso dello stesso elemento in entrambe le semicelle aiuta a evitare problemi associati alla contaminazione incrociata dei due elettroliti delle semicelle durante l'uso a lungo termine. L'elettrolita ha una lunga durata e i problemi di smaltimento dei rifiuti sono ridotti al minimo. Il VRB offre inoltre un'elevata efficienza energetica (<90% nelle grandi installazioni), un basso costo per grandi capacità di stoccaggio, aggiornabilità dei sistemi esistenti e un lungo ciclo di vita. Le possibili limitazioni includono il costo di capitale relativamente elevato degli elettroliti a base di vanadio insieme al costo e alla durata limitata della membrana a scambio ionico.