Bateria de fluxo redox de vanádio, nome completo Bateria de fluxo REDOX de vanádio (VRB), é uma espécie de bateria REDOX na qual as substâncias ativas circulam no estado líquido. As baterias REDOX de ferro-cromo existem desde 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 no limite de maturidade. No Japão, baterias de vanádio de tipo fixo (em oposição a EV) para centrais eléctricas de regulação de pico e armazenamento de energia eólica estão a desenvolver-se rapidamente, e sistemas de armazenamento de energia de baterias de vanádio de alta potência têm sido colocados em utilização 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 ohidráulico eletrolíticoa pressão é colocada na pilha de baterias por uma bomba externa. Sob a ação da energia mecânica, a pressão hidráulica eletrolítica circula em diferentes tanques de armazenamento de líquidos e no circuito fechado de 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 através da coleta e condução de corrente através das placas duplas de eletrodos. 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), V (Ⅱ) iônico solução, 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, portanto, 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 vanádiotem as seguintes características
1, a potência de saída da bateria depende do tamanho da pilha de baterias, a capacidade de armazenamento de energia depende do armazenamento e da concentração de eletrólitos, portanto seu design é muito flexível, quando a potência de saída é certa, para aumentar a capacidade de armazenamento de energia, como desde que aumente o volume do tanque de armazenamento de eletrólito ou melhore a concentração de eletrólito;
2, a substância ativa da bateria de vanádio existe no líquido, o íon eletrolítico 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, carga, desempenho de descarga é bom, pode ser descarga profunda 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 operação fechada totalmente automática, sem poluição, manutenção simples, baixo custo de operação;
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, 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 apenas de 0,02 s durante a operação.
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