全釩氧化還原液流電池是一種新型綠色的二次電池,具有容量和功率可調(diào)、大電流�(wú)損深度放�、使用壽命長(zhǎng)、易操作和維�(hù)等優(yōu)�(diǎn)。它作為一種單一金屬離子的大型儲(chǔ)能系�(tǒng),避免了傳統(tǒng)鉛酸電池和Fe/Cr 電池的電解液交叉污染�(wèn)�,在�(yīng)用于再生能源的固定儲(chǔ)能裝置方�,展示了很大的優(yōu)�(shì)�
全釩氧化還原液流電池是將化學(xué)能和電能相互�(zhuǎn)�?;瘜W(xué)能存�(chǔ)于不同階�(tài)的釩離子中,電解�(zhì)溶液為釩離子硫酸電解�,電解液通過(guò)泵從兩�(gè)�(dú)立的塑料存儲(chǔ)罐中流入兩�(gè)半電池組單元,采用一�(gè)�(zhì)子交換膜(PEM)作為電池組的隔�,電解質(zhì)溶液平行流過(guò)電極表面并發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),通過(guò)雙電極板收集和傳�(dǎo)電流。這�(gè)反應(yīng)�(guò)程可以逆反�(jìn)�,對(duì)電池�(jìn)行充�、放電和再充��
從上圖可以看�,全釩氧化還原液流電池包括兩�(gè)具有不同氧化狀�(tài)釩離子的電解液存�(chǔ)�,分別是正極V(Ⅳ�/V(Ⅴ)和�(fù)極V(Ⅱ�/V(Ⅲ)氧化還原電極對(duì)。電解液由泵在存�(chǔ)罐和電堆之間循環(huán)輸�。電堆包括多�(gè)電池�,每�(gè)電池組具有兩�(gè)半電池部�,由�(zhì)子交換膜隔開(kāi)。在半電池組�,電化學(xué)反應(yīng)是在碳板電極上�(jìn)行的,產(chǎn)生電流對(duì)電池�(jìn)行充放電�
1.正負(fù)半電池腔使用同一種金屬離子的硫酸溶液作電解液,避免了Fe/Cr電池中電解液交叉污染的問(wèn)題,提高了電池的效率和壽��
2.用完全可溶的氧化還原電對(duì)和惰性電極消除了傳統(tǒng)電池(鉛酸電�,鎳/鎘電池)不希望的電極�(guò)程——固相反�(yīng)所伴隨的電極變�,脫�,短路等而引起的容量損失�
3.系統(tǒng)的儲(chǔ)存容量取決于溶液的濃度和�(chǔ)液箱的體�,換言�,對(duì)于相同功率輸出的電池可根�(jù)需求任意調(diào)整容��
4.功率由系�(tǒng)中單電池的部署決定,可通過(guò)串連和并聯(lián)任意�(diào)整功率來(lái)滿足不同需��
5.電池活性物�(zhì)以溶液形式存�,充放電不涉及固相反�(yīng),反�(yīng)速度可以很快�
6.電池活性物�(zhì)在充放電�(guò)程中不消�,理論循�(huán)壽命�(wú)�,使得電池成本大為降低;
7.反應(yīng)裝置與儲(chǔ)存裝置相互獨(dú)�,由電池中的極少量電解液的擴(kuò)散所引起的自放電�?�?/FONT>
8.�(jié)�(gòu)�(jiǎn)�,材料價(jià)格便�,更換和維修�(fèi)用低廉,�(duì)�(huán)境友�,是�(huán)保電池;
9.通過(guò)更換電解�,可�(shí)�(xiàn)瞬間再充電�
?�?)釩電池的額定功率和額定能量是相互獨(dú)立的,功率大小取決于電池堆的性能(如電池堆的電阻等),釩電池的能量取決于電解液的體積和電解液的濃�。因�,可以通過(guò)增加電解液的濃度和體積來(lái)增加電池的容��
?�?)在�、放電期間,釩氧化還原液流電池只�(fā)生液相反�(yīng),電極不參與化學(xué)反應(yīng)�
?�?)釩電池�(chǔ)存壽命長(zhǎng),理論上保存期無(wú)�。因?yàn)殡娊庖嚎梢匝h(huán)使用,這大大降低了電池的成��
?�?)釩電池可以�(shí)�(xiàn)100%深放電而不損壞電池�
?�?)釩電池的結(jié)�(gòu)�(jiǎn)�、材料價(jià)格便�、更換和維修�(fèi)用低��
?�?)通過(guò)更換釩電池的電解液可以實(shí)�(xiàn)瞬間再充電�
?�?)釩電池�(duì)�(huán)境友�,是新型的環(huán)保電池�
全釩氧化還原液流電池兼顧�(fèi)�、壽命和效率,都是一種優(yōu)異的�(chǔ)能設(shè)�。它能使可再生資源(太陽(yáng)能、風(fēng)能及水力資源)得到有效利�,緩解日益加劇的能源危機(jī);可以用于電�(wǎng)�(diào)�;可以作為醫(yī)�、工廠、社區(qū)的緊急連續(xù)供電�(shè)�;它的瞬間再充電特性使它也可用于電力牽引,作為公交客車、潛艇等的動(dòng)力電��
�(guī)模大� 通過(guò)改變�(chǔ)槽中電解液的�,能夠滿足太�(yáng)能、風(fēng)能發(fā)電過(guò)程大�(guī)模儲(chǔ)能容量需求;通過(guò)�(diào)整電池堆中正�(fù)半電池的�(duì)�(shù)和電極面�,滿足額定放電功��
壽命�(zhǎng)�電池正負(fù)極反�(yīng)均在液相中完�,充放電�(guò)程僅僅改�?nèi)芤褐锈C離子狀�(tài),沒(méi)有外界離子參與電化學(xué)反應(yīng),理論上可以�(jìn)行無(wú)限次任意程度的充放電循環(huán),極大延�(zhǎng)電池的使用壽�。國(guó)際上建成的VRB�(shí)�(yàn)電堆,經(jīng)�(guò)13000次循�(huán)充放電,�(yàn)證系�(tǒng)的穩(wěn)定性和技�(shù)可靠�,其壽命�(yuǎn)高于�(xiàn)有的鉛酸電池系統(tǒng)�
成本低:在電池關(guān)鍵材料制備與選取方面,立足國(guó)�(chǎn)化、規(guī)?;偷统杀净闹�?dǎo)原則,所�(kāi)�(fā)的VRB系統(tǒng)成本�(yuǎn)�(yuǎn)低于燃料電池等化�(xué)電源,具有強(qiáng)有力的市�(chǎng)�(jìng)�(zhēng)能力�
效率高:由于正負(fù)半電池電解液中的活性物�(zhì)分別�(chǔ)存在不同的儲(chǔ)槽中,完全避免電解液保存�(guò)程的自放電消�。VRB系統(tǒng)可以�(duì)�(chǔ)能容量和放電功率分別�(jìn)行獨(dú)立設(shè)�(jì),經(jīng)�(guò)�(yōu)化的電池系統(tǒng)充放電效率高�(dá)80��
更多精彩詞條,請(qǐng)登入維庫(kù)電子通(Http://www.06jpkg.cn�