全钒氧化还原液流电池

✍ dations ◷ 2025-08-26 17:56:28 #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

  • 电子显微镜电子显微镜(英语:electron microscope,简称电镜或电显)是使用电子来展示物件的内部或表面的显微镜。高速的电子的波长比可见光的波长短(波粒二象性),而显微镜的分辨率受其使用的波
  • 吸烟吸烟(英语:Smoking),又称抽烟、烧烟、食烟(粤语),指燃烧特定物质,使它产生气体,之后再利用呼吸,让烟雾进入呼吸道及肺部,从而吸收其中的某些成分进入人体血管的行为。在人类社会中,最常
  • 阵发性剧痛症阵发性剧痛症(英语:paroxysmal extreme pain disorder、PEPD)是一种常染色体显性遗传的疼痛性疾病,症状为无征兆的突发性烧灼痛,伴有皮肤潮红,一般发生在直肠、下颌和眼部。阵发性
  • 分解作用分解作用,又称腐烂、腐败,是指动物蛋白质及其有关之有机物分解成无机物,而且回到大自然物质循环的过程,特别是由缺氧微生物和腐化细菌。分解是一个大自然经常进行且非常重要的过
  • 头孢呋辛酯头孢呋辛酯 是一种第二代口服头孢菌素抗生素。最初由葛兰素史克公司发现,并于1987年作为Zinnat被引入。 在1987年十二月28日获FDA批准通过。 葛兰素史克在美国和印度分别以Ce
  • 叶酸缺乏症叶酸缺乏症(英语:Folate deficiency)是膳食中缺乏叶酸所致的疾病。叶酸缺乏贫血症是此症状的医学名词。脑叶酸缺乏症(Cerebral Folate Deficiency)是一种近年发现的罕有脑疾,患
  • 乳酸乳酸(IUPAC学名:2-羟基丙酸)是一种化合物,它在多种生物化学过程中起作用。它是一种羧酸,分子式是C3H6O3。它是一个含有羟基的羧酸,因此是一个α-羟酸(AHA)。在水溶液中它的羧基释放
  • 蚂蚁参见亚科列表(英语:List of ant subfamilies)蚂蚁,古代又称马蚁或馬螘,蚂蚁是一种真社会性的昆虫,属于膜翅目 (Hymenoptera) 蚁科(Formicidae),膜翅目的其他昆虫有胡蜂、黄蜂等。最
  • 行政院主计总处行政院主计总处(简称主计总处)是主管中华民国政府岁计、会计、统计工作的中央二级行政机关,以统计资料作为编制施政计划与预算的依据并为事后的考核,使行政三联制“设计、执行、
  • 嗜中性白细胞低下嗜中性白血球低下症(Neutropenia 或 Neutropaenia),亦称中性粒细胞减少症,是血液中的一种中性粒细胞(一种白血球细胞)浓度异常低的血液系统疾病,中性粒细胞弥补大多数的循环白血球,