Batterieelektrolyt fließen lassen

Batterieelektrolyt fließen lassen

Das Funktionsprinzip von Durchflussbatterien macht sie zu einem sichereren technischen Weg unter den aktuellen Wegen der elektrochemischen Energiespeichertechnologie. Im Gegensatz zu Lithiumbatterien sind Elektrolyt und Stapel bei Flow-Batterien getrennt. Unter vielen Energiespeichertechnologien bietet die Flow-Batterie-Energiespeichertechnologie die Vorteile von Sicherheit und Zuverlässigkeit, hoher Kostenleistung während des Lebenszyklus, Umweltfreundlichkeit und langer Lebensdauer.

1.Vanadium-Redox-Flow-Batterieelektrolyt

Der Elektrolyt der Vanadium-Redox-Flow-Batterie besteht hauptsächlich aus zwei Teilen, dem positiven Elektrodenpaar VO²⁺/VO₂⁺ und dem negativen Elektrodenpaar V²+/V³⁺. Da das aktive Material des Elektrolyten der Vanadium-Redox-Flow-Batterie nur aus Vanadium besteht, kann eine Kreuzkontamination zwischen den positiven und negativen Elementen des Elektrolyten wirksam vermieden, die Betriebslebensdauer der Batterie verlängert und theoretisch dauerhaft recycelt werden , hat es sich zu einem Hotspot in der aktuellen Forschung zu Durchflussbatterien entwickelt, erfolgreich groß angelegte kommerzielle Demonstrationen durchgeführt und kontinuierlich Anwendungsmärkte erkundet.

2. Industrielle Methode zur Herstellung von Elektrolyten  

Es gibt drei Hauptmethoden zur Herstellung von Elektrolyten: chemische Reduktion, Elektrolyse und kombinierte Elektrolyse mit chemischer Reduktion. Die industrielle Produktion nutzt hauptsächlich chemische Reduktion und kombinierte Elektrolyse mit chemischer Reduktion.

2.1 Chemische Reduktionsmethode

Bei der chemischen Reduktionsmethode werden hochvalente Vanadiumverbindungen (V₂O₅, NH₄VO₃ usw.) unter Einwirkung von Reduktionsmitteln wie schwefeliger Säure, Oxalsäure und reduzierender Atmosphäre zu niedervalenten Vanadiumionen reduziert. Das am häufigsten verwendete Lösungsmittel ist eine wässrige Schwefelsäurelösung.

2.2 Elektrolysemethode

Bei der Elektrolysemethode werden hochvalente Vanadiumverbindungen (wie V₂O₅, NH₄VO₃ usw.) als Rohstoffe verwendet. Das hochvalente Vanadium wird durch Elektrolyse in der Elektrolysezelle zum benötigten niedervalenten Vanadium reduziert. Das heißt, der negativen Elektrode wird Schwefelsäure zugesetzt, die hochvalente Vanadiumverbindungen enthält. Lösung wird die positive Elektrode mit einer Schwefelsäurelösung passender Konzentration versetzt und die Elektrolyse wird unter konstantem Strom oder konstanter Spannung durchgeführt, um einen niedervalenten Vanadiumionenelektrolyten herzustellen.

2.3 Kombinierte Elektrolysemethode mit chemischer Reduktion

Gegenwärtig besteht der erste Schritt des in der industriellen Produktion verwendeten kombinierten Elektrolyseverfahrens mit chemischer Reduktion darin, fünfwertige Vanadiumionen chemisch zu vierwertigen Vanadiumionen zu reduzieren und dann die Schwefelsäurelösung vierwertiger Vanadiumionen zu einem dreiwertigen Vanadiumelektrolyten zu elektrolysieren.