全钒氧化还原液流电池

✍ dations ◷ 2025-04-03 12:39:51 #全钒氧化还原液流电池
全钒氧化还原液流电池,或钒液流电池(Vanadium Redox Battery,缩写:VRB),是一种可充电的液流电池,它采用不同氧化态的钒离子来储存化学势能。 钒氧化还原电池利用钒以四种不同氧化态存在于溶液中的能力,并且使用该性质制造的电池仅具有一个电活性元素而不是两个。由于多种原因,包括其体积相对较大,大多数钒电池目前用于电网储能(英语:Grid energy storage),例如连接到发电厂或电网。对钒液流电池的可能性被进行了各种探索,有1930年代的Pissoort,有1970年代的NASA研究人员,1970年代Pellegri和Spaziante,但他们都未能成功示范该技术。 在1980年代,新南威尔士大学的Maria Skyllas-Kazacos首次成功地演示了全钒液流电池在每一半中使用硫酸溶液中的钒。 她的设计中使用硫酸电解液,并于1986年被在澳大利亚的新南威尔士大学申请了专利。全钒氧化还原液流电池的主要优点是,它可以简单地只需通过使用较大的储罐,它就可以提供几乎无限的电池容量,也可在完全放电的情况下长时间保存而没有不良影响,如果没有可用的电源给它充电只要更换电解质就可以再充电,并且如果电解质不慎混合电池不遭受永久性的损害。两种电解液之间的单一电荷状态避免了由于非液流电池中的单个电池而引起的容量降低,电解液为含水且本质安全且不易燃的,而使用西北太平洋国家实验室开发的混合酸溶液的第3代配方可在更宽的温度范围内运行,可以实现被动冷却。钒氧化还原技术的主要缺点是相对较差的能量-体积比率,虽然最近的研究已经在西北太平洋国家实验室增加了一倍的能量密度,并且与标准的蓄电池相比较有更多的系统复杂性,(虽然第3代配方增加了系统的一倍的能量密度),含水电解质使电池沉重,因此仅用于固定式应用。钒氧化还原电池由电池组组成,其中两种电解质通过质子交换膜分离。 两种电解质均为钒基,正半电池中的电解质含有VO2+和VO2+离子,负电池中的电解质V3+和V2+离子。 电解质可以通过几种方法中的任何一种来制备,包括将五氧化二钒(V2O5)电解溶解在硫酸(H2SO4)中。 该溶液在使用中保持强酸性。在钒液流电池中,两个半电池还被附加地连接到储罐和泵,使得非常大量的电解液可以通过电池循环。 这种液体电解液的循环有些麻烦,并且限制了钒液流电池在移动应用中的使用,有效地将它们限制在大型的固定装置中。第二代钒氧化还原电池(钒/溴)可使能量密度增加约两倍,并增加电池的工作温度范围。当前生产的钒氧化还原电池实现约20 Wh / kg(72kJ / kg)电解质的比能。新南威尔士大学最近的研究表明,使用沉淀抑制剂可以将密度提高到约35 Wh / kg(126 kJ / kg),通过控制电解液温度可以实现更高的密度。 与其他蓄电池类型相比较,这个比能是相当低的(例如,铅酸的有30-40 Wh / kg(108-144kJ / kg);和锂离子的有80-200 Wh / kg(288-720kJ / kg) 公斤))。钒氧化还原电池的极大容量使其非常适合用于大型电力存储应用,例如帮助平均风能或太阳能等高度可变发电源的生产,帮助发电机应对大量需求涌现或平衡在传输受限区域供应/需求不足,或者发电梯度差异大的发电所使用。一个200 MW,800 MWh(4小时)的全钒氧化还原电池正在中国建设中; 预计到2018年完成。

相关

  • 慢性肾脏疾病慢性肾脏病(又称慢性肾功能不全或慢性肾衰竭、Chronic kidney disease(CKD)、chronic renal disease(CRD)),指肾功能在几个月或若干年期间逐渐而难以逆转的衰退。据估计,慢性肾病患
  • NSK萨格勒布国家和大学图书馆(克罗地亚语:Nacionalna i sveučilišna knjižnica u Zagrebu,原称Nacionalna i sveučilišna biblioteka u Zagrebu)是克罗地亚的国家图书馆,也是萨
  • 水疱病毒属水稻病毒属(Oryzavirus),又称作水稻皱缩矮化病毒,是呼肠孤病毒科(Reoviridae)中的一属,其代表种为:*水稻破(烂;褴)褛矮小(化)病毒(Rice ragged stunt virus),为一类植物病毒。
  • T4噬菌体T4噬菌体是噬菌体的一个品系,属于T-系噬菌体,为烈性噬菌体。具有典型的蝌蚪状外形:六角形的头部和可收缩的长的尾部。头部的蛋白质外壳内含有折叠的DNA分子;尾部的蛋白质外壳为一
  • 环氧酶环氧合酶(拉丁语:Cyclooxygenase,简称COX)是一种酶(又名酵素),负责合成重要的生物激素——前列腺素家族的导介物质。当身体组织受到某种刺激如外伤、感染等会激活环氧合酶,使花生四
  • 人口控制人口控制指的是控制人口数量,以达到减轻资源负担及提高生活水平等目的。一般来说合理做法被认为是让总和生育率接近二。在非发达国家通常是指减少人口增长,一般是通过减少出生
  • 大环内酯类抗生素大环内酯(macrolides),或称大环内酯,是一组其作用在于结构内的“大环”的药物(一般都是抗生素),这个大环亦即是一连结一个或多个脱氧糖(多是红霉糖(英语:cladinose)及去氧糖胺(英语:desos
  • 子囊菌门子囊菌门(学名:Ascomycota)是真菌界中种类最多的一个门,其中除酵母亚门为单细胞外,其余种类都是多细胞的,有分枝、有隔的菌丝组成的。它与担子菌门(Basidiomycota)一起构成了双核亚
  • 甲羟戊酸甲羟戊酸, 甲瓦龙酸(Mevalonic acid, MVA)是生物化学中甲羟戊酸途径的前体化合物,是胆固醇和众多类萜生物合成的中间体之一。呈油状,易溶于水和极性有机溶剂。溶液中容易内酯化,
  • 波罗的海欧洲(灰色)  —波罗的海国家(英语:Baltic states,爱沙尼亚语:Balti riigid, Baltimaad,拉脱维亚语:Baltijas valstis,立陶宛语:Baltijos valstybės;又称波罗的海三国)是指地缘政治学概