Wanadowa bateria przepływowa Redox
AKUMULATORY WTÓRNE – SYSTEMY PRZEPŁYWOWE Przegląd
od MJ Watt-Smith,… FC Walsh, w Encyclopedia of Electrochemical Power Sources
Wanad–wanadowo-redukcyjny akumulator przepływowy (VRB)został w dużej mierze zapoczątkowany przez M. Skyllas-Kazacos i współpracowników w 1983 roku na Uniwersytecie Nowej Południowej Walii w Australii. Technologia jest obecnie rozwijana przez kilka organizacji, w tym E-Fuel Technology Ltd w Wielkiej Brytanii i VRB Power Systems Inc. w Kanadzie. Szczególną cechą VRB jest to, że wykorzystuje ten sam pierwiastek chemiczny w obuelektrolity anodowe i katodowe. 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) stosuje się 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 jałowe wynosi zazwyczaj 1,4 V przy 50% stanie naładowania i 1,6 V przy 100% stanie naładowania. Elektrody stosowane w VRB są zwyklefilce węglowelub inne porowate, trójwymiarowe formy węgla. W akumulatorach o mniejszej mocy zastosowano elektrody kompozytowe węglowo-polimerowe.
Główną zaletą VRB jest to, że zastosowanie tego samego pierwiastka w obu półogniwach pomaga uniknąć problemów związanych z krzyżowym zanieczyszczeniem dwóch elektrolitów półogniw podczas długotrwałego użytkowania. Elektrolit ma długą żywotność, a problemy z utylizacją odpadów są zminimalizowane. VRB oferuje również wysoką efektywność energetyczną (<90% w dużych instalacjach), niski koszt w przypadku dużych możliwości magazynowania, możliwość modernizacji istniejących systemów i długi cykl życia. Możliwe ograniczenia obejmują stosunkowo wysoki koszt inwestycyjny elektrolitów na bazie wanadu wraz z kosztem i ograniczoną żywotnością membrany jonowymiennej.
Czas publikacji: 31 maja 2021 r