22 лет персонализации аккумуляторов
Mar 16, 2021 Вид страницы：318
За прошедшие годы в индустрии аккумуляторов произошло множество изменений и инноваций. Единственная причина этого - необходимость иметь более экологичные варианты использования батареи для различных приложений. Один из самых футуристических подходов в этом плане - проточная батарея. Это еще одна аккумуляторная батарея, в которой электролит течет через один или несколько электрохимических элементов из одного или нескольких резервуаров.
В проточной батарее чрезвычайно просто максимально увеличить емкость накопления энергии. Это можно сделать за счет увеличения количества электролита, хранящегося в резервуарах. В проточной батарее электроактивные материалы используются с целью восстановления и окисления. Некоторые из распространенных окислительно-восстановительных пар - это ванадий и ванадий, железо и хром, цинк и бром. Известно, что проточные ванадиевые батареи - это будущее накопителей энергии в промышленных масштабах.
Батарея с потоком ванадия, V-flow или батарея окислительно-восстановительного потенциала ванадия описывается как отличная технология хранения аккумуляторных батарей, которая готова появиться на коммерческом рынке из-за ее различных преимуществ. Эти батареи негорючие, контейнерные и компактные по своей природе. Нет никаких сомнений в том, что новые аккумуляторные технологии необходимы и важны для будущего накопления энергии. Поскольку проточные ванадиевые батареи используют ванадий с несколькими состояниями валентности для высвобождения и хранения зарядов, эти батареи становятся очень многообещающими для будущих потребностей.
Проточная батарея окислительно-восстановительного потенциала ванадия, то есть VRFB, представляет собой перезаряжаемую батарею, которая содержит ионы ванадия в различных состояниях окисления и восстановления для хранения химической потенциальной энергии. В батареях этого типа ванадий присутствует в растворе в четырех степенях окисления; благодаря этому проточная ванадиевая батарея содержит только один электроактивный компонент вместо двух. Когда доходит до изобретения проточных батарей окислительно-восстановительного потенциала ванадия, говорят, что они были изобретены в 1980-х годах профессором Марией Скиллас-Казакос.
По разным причинам, например, из-за своей громоздкости, эти батареи в настоящее время используются для различных целей хранения энергии в сети; в него входят электрические сети или электростанции. Эти батареи подходят для крупномасштабных вариантов накопления энергии, которые включают, помимо прочего, жилые, коммунальные, промышленные и коммерческие применения. Ограниченный саморазряд - это признак редокс-ванадиевой батареи. Благодаря этому эти батареи полезны там, где они хранятся в течение длительного времени с минимальным обслуживанием или без него, сохраняя при этом их состояние. По этой причине ванадиевые окислительно-восстановительные батареи также можно использовать в военной электронике.
Возможность полного цикла и поддержания нулевого уровня заряда делает аккумулятор подходящим для солнечных батарей и накопителей. Здесь аккумулятор должен каждый день запускаться незаполненным и заполняться в зависимости от нагрузки и погоды. Ванадиевые проточные батареи обладают многими характеристиками, которые делают их ведущей и успешной технологией в области накопления энергии. Ниже приведены некоторые из преимуществ проточной батареи окислительно-восстановительного потенциала ванадия:
? Долгая жизнь
В отличие от батарей другого химического состава, таких как литий-ионные, проточные ванадиевые батареи имеют долгий срок службы. Это связано с исходной природой химического состава батареи и электрохимическими реакциями, которые происходят внутри батареи.
? Увеличенный срок службы:
Благодаря наличию полупостоянного электролита с минимальной деградацией электрода позволяет выполнять большое количество полных циклов зарядки и разрядки. Электроды аккумулятора не претерпевают никаких физических и химических изменений. Наряду с этим охлаждение электродов с помощью перекачиваемого электролита помогает в правильном управлении и распределении тепла.
? Нет потери заряда:
Если проточные батареи не используются в течение длительного времени, произойдет небольшой саморазряд только потому, что электролиты, несущие заряды, хранятся в отдельных резервуарах.
? Низкая скорость обслуживания:
Нет необходимости в перезарядке для обеспечения равномерного заряда, что подтверждает, что эти батареи не требуют особого обслуживания.
? Меньше воздействия на окружающую среду:
Ванадий, присутствующий в батареях окислительно-восстановительного восстановления ванадия, пригоден для вторичной переработки. Его также можно восстановить из промышленных отходов; следовательно, можно сказать, что извлечение ванадия из отходов помогает очистить окружающую среду.
Здесь не будет ошибкой заявить, что проточная ванадиевая батарея превосходит литий-ионную батарею и все другие виды твердотельных батарей, когда дело доходит до приложений промышленного масштаба. Причина этого в том, что эти батареи намного безопаснее, масштабируемы и долговечны. Поскольку ванадий больше, чем литий в земной коре, он будет стоить меньше половины по сравнению со стоимостью литий-ионных батарей на 1 кВтч.
Если верить сообщениям, то исследователи из США утверждали, что добавляли сульфат железа к антрахиноноидной дисульфоновой кислоте в батарее окислительно-восстановительного потока. По их словам, комбинация даст дешевое и очень стабильное хранилище окислительно-восстановительного потока по цене 54 доллара за кВтч. Чтобы повысить растворимость и стабильность проточной батареи окислительно-восстановительного потенциала, сульфат железа и AQDS (антрахинон дисульфоновая кислота) объединены.
В проточной батарее две жидкости остаются разделенными мембраной и циркулируют, чтобы способствовать ионному обмену между ними. Жидкость, содержащая активные материалы, прокачивается через ячейку, что приводит к восстановлению и / или окислению на обеих сторонах мембраны, что приводит к возникновению электрического потенциала. В других батареях, в которых отсутствует объемный поток электролита, все электроактивные материалы хранятся внутри электродов. С другой стороны, когда речь идет о проточных батареях, энергетический материал растворяется только в электролите.
Электролит хранится во внешних резервуарах, из которых один резервуар соответствует отрицательному, а другой - положительному электроду. Во время процесса разряда химическая реакция объясняется в полуреакциях, которые упомянуты здесь:
Анодный отсек:
An + 1 - e- → An
Катодное отделение:
Сп + 1 + е- → Сп
Оставить сообщение
Мы скоро свяжемся с вами
