Ванадиевая окислительно-восстановительная проточная батарея
ВТОРИЧНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ – ПРОТОЧНЫЕ СИСТЕМЫ Обзор
от MJ Watt-Smith,… FC Walsh, в Энциклопедии электрохимических источников энергии
Ванадий-ванадиевая проточная окислительно-восстановительная батарея (VRB)Впервые его разработали М. Скиллас-Казакос и его коллеги 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 он использует один и тот же химический элемент как ванод и катод электролиты. В VRB используются четыре степени окисления ванадия, и в идеале в каждой полуэлементе имеется одна окислительно-восстановительная пара ванадия. Пары V(II)–(III) и V(IV)–(V) используются в отрицательных и положительных полуклетках соответственно. Обычно фоновым электролитом является серная кислота (∼2–4 моль дм–3), а концентрация ванадия находится в пределах 1–2 моль дм–3.
Реакции заряда-разряда в ВРБ показаны реакциями [I]–[III]. Во время работы напряжение холостого хода обычно составляет 1,4 В при уровне заряда 50 % и 1,6 В при уровне заряда 100 %. Электроды, используемые в VRB, обычноуглеродный войлокили другие пористые трехмерные формы углерода. В батареях меньшей мощности использованы композитные углеродно-полимерные электроды.
Основным преимуществом VRB является то, что использование одного и того же элемента в обеих полуэлементах помогает избежать проблем, связанных с перекрестным загрязнением электролитов двух полуэлементов во время длительного использования. Электролит имеет длительный срок службы, а проблемы с утилизацией отходов сведены к минимуму. VRB также обеспечивает высокую энергоэффективность (<90 % в крупных установках), низкую стоимость для больших объемов хранения, возможность модернизации существующих систем и длительный срок службы. Возможные ограничения включают относительно высокие капитальные затраты на электролиты на основе ванадия, а также стоимость и ограниченный срок службы ионообменной мембраны.
Время публикации: 31 мая 2021 г.