Hur fungerar vanadiumbatterier?

Vilka är komponenterna i ett vanadinbatteri?

Om det är enenergilagringssystemeller a laboratorieexperimentellt system, Vanadium Flow -batterier består huvudsakligen av följande kärnkomponenter:

Vanadiumstack: Inkluderar flera celler, ansvariga för omvandlingen av elektrisk energi.

Elektrolytbehållare: Förvara vanadiumbaserade elektrolyter för positiva och negativa elektroder, som vanligtvis innehåller vanadiumjoner i fyra oxidationstillstånd.

Pump & rörledningar: Används för att cirkulera elektrolyter för att få dem att flyta i bunten.

Jonbytemembran: beläget mellan de positiva och negativa elektroderna, vilket gör att protoner kan passera men förhindra korskontaminering av elektrolyten.

Hur vanadiumflödesbatterier fungerar

Energilagring och frisättning av vanadiumflödesbatterier är baserade på den multivalenta redoxreaktionen av vanadiumelement. Dess största funktion är att både positiva och negativa elektroder använder vanadiumjoner, men i olika oxidationstillstånd, för att uppnå en stabil och reversibel elektrokemisk process.

1. Elektrolytkomposition

Vanadium redox flödesbatteriAnvänd vattenlösliga sulfatelektrolyter, där vanadiumjoner finns i följande fyra oxidationstillstånd:

Positiv elektrodsida:

VO²⁺ (V⁴⁺)

Vo₂⁺ (V⁵⁺)

Negativ elektrodsida:

V³⁺

V²⁺

Dessa joner omvandlas genom reversibla redoxreaktioner under laddnings- och urladdningsprocessen för att uppnå energilagring och frisättning.

2. Laddningsprocess

När en extern kraftkälla (som en solomvandlare, nät, etc.) ger kraft till systemet, är elektrolyten "aktiverad" iVanadiumstackoch följande reaktioner inträffar:

Positiv elektrodreaktion (oxidation):

VO + + H₂O → VO₂⁺ + 2H⁺ + E⁻

→ V⁴⁺ oxideras till V⁵⁺ och släpper elektroner.

Negativ elektrodreaktion (reduktion):

V³⁺ + E⁻ → V²⁺

→ V³⁺ reduceras till V²⁺ och absorberar elektroner.

Jonmigration:

Elektroner flyter från den positiva elektroden till den negativa elektroden genom den yttre kretsen, vätejoner kommer in i den negativa elektrodkammaren från den positiva elektrodkammaren genom utbytesmembranet, och den yttre strömriktningen är från den negativa elektroden till den positiva elektroden.

3. Urladdning

Koppla bort den externa strömförsörjningen, systemet börjar leverera kraft till lasten och reaktionsriktningen är motsatt:

Positiv elektrodreaktion (reduktion):

VO₂⁺ + 2H⁺ + E⁻ → VO + + H₂O

→ V⁵⁺ reduceras tillbaka till V⁴⁺ och absorberar elektroner.

Negativ elektrodreaktion (oxidation):

V²⁺ → V³⁺ + E⁻

→ V²⁺ oxideras tillbaka till V³⁺ och släpper elektroner.

Aktuell utgång:

Elektroner flyter från den negativa elektroden till den positiva elektroden genom den yttre kretsen, vätejoner kommer in i den positiva elektrodkammaren från den negativa elektrodkammaren genom utbytesmembranet, och den yttre strömriktningen är från den positiva elektroden till den negativa elektroden.

Schematiskt diagram över strukturen för vanadiumvätskeflödesbatteri

Vilka är vanadionens egenskaper och egenskaper?

Hög säkerhet: Elektrolyten är icke-brandfarlig, reaktionen är stabil och termisk språng sker sällan.

Ultralång cykelliv: Det finns nästan ingen prestandaförstöring efter tiotusentals laddnings- och urladdningscykler.

Oberoende design av energi och kraft: Stackkraften eller elektrolytkapaciteten kan utvidgas separat efter behov.

Lätt att underhålla och övervaka: Den modulära strukturen är lämplig för vetenskaplig forskning och undervisningsapplikationer.

Miljövänlig och återvinningsbar: Vanadiumelektrolyten kan återanvändas upprepade gånger, vilket uppfyller behoven av hållbar utveckling.

Vilka är applikationerna för Vanadium Flow Battery?

1. Energilagring för förnybar energi

2. Industriell och parkeringsnivå energilagring

3. Reglering av nätet och mikrogrid

4. Laboratorium och FoU -syften

Små vanadiumbatterierkan användas för att undervisa demonstrationer, ny materialverifiering och elektrokemisk forskning.

Kan laddas och släppas upprepade gånger, lämplig för långvarig stabilitetstest.

5. Kommunikationsbasstationer och fjärrinfrastruktur

Intresserad av att lära sig mer?

Kontakta vårt team av energilagringsexperter idag. Vi kommer gärna att diskutera dina lagringskrav och hjälpa dig att bedöma omvanadiumflödesbatterierär rätt för ditt projekt.

Kontakta vårt team