Vanádová redoxná prietoková batéria
SEKUNDÁRNE BATÉRIE – SYSTÉMY PRIETOKU Prehľad
od MJ Watt-Smith, … FC Walsh, v Encyklopédii elektrochemických zdrojov energie
Vanád -vanádiová redoxná prietoková batéria (VRB)bol z veľkej časti priekopníkom M. Skyllas-Kazacos a spolupracovníkov v roku 1983 na University of New South Wales, Austrália. Túto technológiu teraz vyvíja niekoľko organizácií vrátane E-Fuel Technology Ltd v Spojenom kráľovstve a VRB Power Systems Inc. v Kanade. Osobitnou črtou VRB je, že v oboch používa rovnaký chemický prvokanóda a katódové elektrolyty. VRB využíva štyri oxidačné stavy vanádu a v ideálnom prípade je v každom polčlánku jeden redoxný pár vanádu. Páry V(II)–(III) a V(IV)–(V) sa používajú v negatívnych a pozitívnych polbunkách. Typickým nosným elektrolytom je kyselina sírová (~2–4 mol dm–3) a koncentrácia vanádu je v rozsahu 1–2 mol dm–3.
Reakcie náboj-vybíjanie vo VRB sú znázornené v reakciách [I]–[III]. Počas prevádzky je napätie naprázdno typicky 1,4 V pri 50 % stave nabitia a 1,6 V pri 100 % stave nabitia. Elektródy používané vo VRB sú zvyčajneuhlíkové plstialebo iné porézne, trojrozmerné formy uhlíka. Batérie s nižším výkonom používajú uhlíkovo-polymérové kompozitné elektródy.
Hlavnou výhodou VRB je, že použitie rovnakého prvku v oboch polčlánkoch pomáha predchádzať problémom spojeným s krížovou kontamináciou dvoch poločlánkových elektrolytov počas dlhodobého používania. Elektrolyt má dlhú životnosť a problémy s likvidáciou odpadu sú minimalizované. VRB tiež ponúka vysokú energetickú účinnosť (< 90 % vo veľkých inštaláciách), nízke náklady na veľké skladovacie kapacity, možnosť rozšírenia existujúcich systémov a dlhú životnosť. Možné obmedzenia zahŕňajú relatívne vysoké investičné náklady elektrolytov na báze vanádu spolu s cenou a obmedzenou životnosťou iónomeničovej membrány.
Čas odoslania: 31. mája 2021