全礬液流電池電解液用什么泵(什么是全礬液流電池)「干貨」

全礬液流電池電解液用什么泵(什么是全礬液流電池)「干貨」

 

一、全礬液流電池電解液是什么化學(xué)藥液?

全釩電池溶液存在多種不同的價(jià)態(tài),存在多種不同的價(jià)態(tài)。將這些不同價(jià)態(tài)的反離子溶解在硫酸水溶液中,可以支配出電池的電解液。不同價(jià)態(tài)的水合釩離子特征光譜迥異,易于辨識(shí):二價(jià)釩為紫色、三價(jià) 釩為深綠色、四價(jià)釩為藍(lán)色、五價(jià)釩為黃色。

 

二、全礬液流電池電解液硫酸礬的特性是什么?

檸檬黃色粉末,具有強(qiáng)還原性,在干燥的空氣中穩(wěn)定。加熱至約410℃時(shí)分解為VOSOqSO2,微溶于熱水,難溶于冷水??扇苡?/span>HNO3,但不溶于濃硫酸。

 

三、硫酸礬循環(huán)泵用什么類型的泵?

硫酸礬循環(huán)泵使用塑料耐腐蝕離心泵。泵體材料采用工程塑料注塑成型,不泄露,耐硫酸,鹽酸腐蝕。密封材料使用氟橡膠。耐強(qiáng)腐蝕。

 

四、什么是全礬液流電池

1、所謂液流電池,又叫氧化還原液流蓄電系統(tǒng),*早可以追溯到1974年受NASA資助的項(xiàng)目。跟蓄能電池的老前輩鉛蓄電池比起來,液流電池還是個(gè)年輕后生。

 

2、全礬液流電池的原理:我們通常了解的蓄電(科奕凱智能泵:rdaroofers.com)池是有陰極陽(yáng)極,活性物質(zhì)被包容其中。而液流電池的活性物質(zhì)以液態(tài)形式存在的,儲(chǔ)存在兩大儲(chǔ)液罐中 ,各由一個(gè)泵使溶液流動(dòng),在離子交換膜兩側(cè)的電極上分別發(fā)生還原和氧化反應(yīng)。大致原理示意圖就如下圖。

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3、全礬液流電池結(jié)構(gòu)

釩電池結(jié)構(gòu)與簡(jiǎn)單工作原理主要如下圖所示。其包括正負(fù)兩極的電解液罐、水泵以及中間的電堆。電堆中包括端片(絕緣框架)、集流體(主要為銅)、石墨片、碳/石墨氈電極及離子交換膜。其中電極材料和離子交換膜是兩個(gè)*重要的部分。

工作時(shí),正負(fù)兩極的電解液罐分別含有V4+、V5+V2+、V3+的水溶液。外接泵將兩極的電解液壓入電池堆體內(nèi),在半電池和儲(chǔ)液罐循環(huán)流動(dòng),中間加上隔膜。當(dāng)外加電壓時(shí),利用電解液流經(jīng)正負(fù)電極表面發(fā)生的氧化還原反應(yīng)儲(chǔ)能。

 

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(全釩電池結(jié)構(gòu)原理圖)

 

4、電解液

全釩,顧名思義,其電解液均為含有釩離子的溶液。電解液的制備方法主要有三種:物理溶液法,化學(xué)還原法及電解法。

物理溶液法主要將高純VOSO4溶解于H2SO4中。在早期的電解液制備研究中主要利用這種方法,但VOSO4價(jià)格昂貴,不利于大規(guī)模使用。

化學(xué)還原法是利用還原劑和高價(jià)的釩氧化物或釩酸鹽發(fā)生氧化還原反應(yīng)來制備電解液。該方法操作簡(jiǎn)單,反應(yīng)速率快,制備時(shí)間短。但固體難于溶液,不能完全反應(yīng)。

電解法廣泛使用于規(guī)?;a(chǎn),主要利用加直流電流的方法讓V2O5發(fā)生氧化還原反應(yīng)。該方法操作簡(jiǎn)單,獲得電解液純度高,是大規(guī)模制備高釩離子電解液的主要途徑。

常規(guī)的溶液硫酸常與釩離子形成長(zhǎng)鏈狀化合物,影響其穩(wěn)定性,故需要對(duì)電解質(zhì)優(yōu)化,常用的方法有加入添加劑和更換新體系。

 

5、電極

電極材料是釩電池至關(guān)重要的一部分,對(duì)其進(jìn)行的研究也是*深入的。現(xiàn)階段,電極材料分為金屬類、碳素類和復(fù)合型電極。

金屬材料導(dǎo)電性好,機(jī)械強(qiáng)度高,*開始受研究者們的(科奕凱智能泵:rdaroofers.com)關(guān)注,主要包括金、鉑、鈀、鉛、鈦及氧化依等。但其成本偏高且易鈍化,不適于大規(guī)模生產(chǎn),故而碳材料越來越成為研究的重點(diǎn)。碳素類電極材料主要包括石墨、石墨氈、玻碳、碳布和碳紙。同時(shí),電極材料另一個(gè)研究重點(diǎn)是將石墨氈與塑料電極板形成的—體化復(fù)合電極。

 

6、離子交換膜

離子交換膜主要用于防止正負(fù)極短路且保持離子濃度平衡,目前研究中主要集中于含氟膜和非含氟膜的研究。

全氟磺酸膜是*常用的含氟膜,但其合成步驟繁瑣,價(jià)格昂貴,且釩離子滲透率和透水率較高通過全氟乙烯接枝可適當(dāng)提高其性能。

非含氟膜上,如磺化聚芳醚酮,其釩離子透過率較低,故組成的電池可實(shí)現(xiàn)較高的庫(kù)倫效率和能量效率。

介紹完釩電池的基本單元之后,我們?cè)賮砜纯此c其他蓄電池相比的“神通”之處在哪!

首先,釩電池的功能非常靈活,功率和容量可以獨(dú)立設(shè)計(jì)。輸出功率取決于電堆,可通過改變單電池?cái)?shù)量或電極的表面積來調(diào)節(jié)。而容量主要取決于釩離子的量,可通過調(diào)節(jié)電解液的體積和釩離子濃度實(shí)現(xiàn)。

其次,環(huán)境適應(yīng)能力較高電池性能受溫度影響很小,當(dāng)溫度恢復(fù)時(shí),電池容量也可以完全恢復(fù)。該系統(tǒng)可全自動(dòng)封閉工作,不會(huì)產(chǎn)生酸霧及廢舊電解液。

第三,理論上安全性高。因其活性物質(zhì)存在于電解液中,不會(huì)引起物象變化,可深度放電而不影響電池壽命。另外,其反應(yīng)過程不產(chǎn)生H2等氣體,無爆炸危險(xiǎn),也不會(huì)有短路的問題。

第四,壽命長(zhǎng)。深放電循環(huán)性能強(qiáng),過放電后再充電,容量很容易恢復(fù),而且超深度放電不引起電池的不可逆損傷,通常循環(huán)次數(shù)大于16000次,壽命可達(dá)15-20年。

 

7、主要應(yīng)用場(chǎng)景是大型儲(chǔ)能系統(tǒng)中,大致有以下幾個(gè)方面:

1.風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)機(jī)的離網(wǎng)發(fā)電所需蓄電池完(科奕凱智能泵:rdaroofers.com)全可以由液流電池代替。

2光伏發(fā)電儲(chǔ)能及各種供電設(shè)備。將大型的釩電池與光伏太陽(yáng)能電池組合應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)有效地能源轉(zhuǎn)化和存儲(chǔ)。如圖3的系統(tǒng)整體運(yùn)作圖所示。

3.電動(dòng)汽車。因其充電能力強(qiáng),可深度放電,且更換方便快捷,有望成為電動(dòng)汽車的供能設(shè)備。不過,鑒于鋰離子電池的成熟體系,釩電池要有所作為還是有難度。

4.通訊基站。通訊基站和通訊機(jī)房需要蓄電池作為后備電源,且時(shí)間通常不能少于10h,

5.電網(wǎng)調(diào)峰。目前電網(wǎng)調(diào)峰的主要手段是抽水儲(chǔ)能電站,由于抽水儲(chǔ)能電站受地理?xiàng)l件限制,維護(hù)成本高,而釩電池儲(chǔ)能電站選址自由,維護(hù)成本低。

 

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