تدفق بطارية المنحل بالكهرباء

تدفق المنحل بالكهرباء البطارية

يحدد مبدأ عمل بطاريات التدفق أنه طريق تقني أكثر أمانًا بين طرق تكنولوجيا تخزين الطاقة الكهروكيميائية الحالية. على عكس بطاريات الليثيوم، يتم فصل المنحل بالكهرباء وبطاريات التدفق. من بين العديد من تقنيات تخزين الطاقة، تتمتع تقنية تخزين طاقة البطارية المتدفقة بمزايا السلامة والموثوقية والأداء العالي التكلفة خلال دورة الحياة والصداقة البيئية ودورة الحياة الطويلة.

1.الفاناديوم الأكسدة تدفق المنحل بالكهرباء البطارية

يتكون إلكتروليت بطارية تدفق الأكسدة والاختزال الفاناديوم بشكل أساسي من جزأين، زوج القطب الموجب VO²⁺/VO₂⁺ وزوج القطب السالب V²+/V³⁺. نظرًا لأن المادة النشطة للإلكتروليت في بطارية تدفق الأكسدة والاختزال الفاناديوم تتكون من الفاناديوم فقط، فيمكنها بشكل فعال تجنب التلوث المتبادل بين العناصر الإيجابية والسلبية للإلكتروليت، وإطالة عمر تشغيل البطارية، ومن الناحية النظرية يمكن إعادة تدويرها بشكل دائم ، لقد أصبحت نقطة ساخنة في أبحاث بطاريات التدفق الحالية، ونجحت في تحقيق عروض تجارية واسعة النطاق واستكشاف أسواق التطبيقات باستمرار.

2. طريقة تحضير المنحل بالكهرباء الصناعية  

هناك ثلاث طرق رئيسية لإعداد المنحل بالكهرباء: الاختزال الكيميائي، والتحليل الكهربائي، والتحليل الكهربائي المشترك للاختزال الكيميائي. يستخدم الإنتاج الصناعي بشكل رئيسي الاختزال الكيميائي والتحليل الكهربائي المشترك للاختزال الكيميائي.

2.1 طريقة الاختزال الكيميائي

تتمثل طريقة الاختزال الكيميائي في اختزال مركبات الفاناديوم عالية التكافؤ (V₂O₅، NH₄VO₃، وما إلى ذلك) إلى أيونات الفاناديوم منخفضة التكافؤ تحت تأثير عوامل الاختزال مثل حمض الكبريتيك، وحمض الأكساليك، والغلاف الجوي المختزل. المذيب الشائع الاستخدام هو محلول مائي من حامض الكبريتيك.

2.2 طريقة التحليل الكهربائي

تستخدم طريقة التحليل الكهربائي مركبات الفاناديوم عالية التكافؤ (مثل V₂O₅، NH₄VO₃، وما إلى ذلك) كمواد خام. يتم تقليل الفاناديوم عالي التكافؤ إلى الفاناديوم منخفض التكافؤ المطلوب من خلال التحليل الكهربائي في الخلية التحليلية. أي أنه يتم إضافة حمض الكبريتيك الذي يحتوي على مركبات الفاناديوم عالية التكافؤ إلى القطب السالب. الحل، يضاف القطب الموجب مع محلول حمض الكبريتيك بتركيز مطابق، ويتم إجراء التحليل الكهربائي تحت تيار ثابت أو جهد ثابت لتحضير إلكتروليت أيون الفاناديوم منخفض التكافؤ.

2.3 طريقة التحليل الكهربائي المشترك للاختزال الكيميائي

في الوقت الحاضر، تتمثل الخطوة الأولى لطريقة التحليل الكهربائي المجمعة للاختزال الكيميائي المستخدمة في الإنتاج الصناعي في اختزال أيونات الفاناديوم الخماسي التكافؤ كيميائيًا إلى أيونات الفاناديوم رباعي التكافؤ، ثم التحليل الكهربائي لمحلول حمض الكبريتيك من أيونات الفاناديوم رباعي التكافؤ إلى إلكتروليت الفاناديوم ثلاثي التكافؤ.