Flusso dell'elettrolito della batteria

Flusso dell'elettrolito della batteria

Il principio di funzionamento delle batterie a flusso determina che si tratta di un percorso tecnico più sicuro tra gli attuali percorsi tecnologici di accumulo di energia elettrochimica. A differenza delle batterie al litio, l'elettrolita e la pila delle batterie a flusso sono separati. Tra le molte tecnologie di accumulo dell'energia, la tecnologia di accumulo dell'energia con batterie a flusso presenta i vantaggi di sicurezza e affidabilità, prestazioni ad alto costo durante il ciclo di vita, rispetto dell'ambiente e lunga durata.

1.Elettrolita della batteria a flusso redox al vanadio

L'elettrolita della batteria a flusso redox al vanadio è composto principalmente da due parti, la coppia di elettrodi positivi VO²⁺/VO₂⁺ e la coppia di elettrodi negativi V²+/V³⁺. Poiché il materiale attivo dell'elettrolito della batteria a flusso redox al vanadio è composto solo da vanadio, può effettivamente evitare la contaminazione incrociata tra gli elementi positivi e negativi dell'elettrolito, prolungare la durata operativa della batteria e teoricamente può essere riciclato in modo permanente , è diventata un punto caldo nella ricerca sulle batterie a flusso di corrente, ottenendo con successo dimostrazioni commerciali su larga scala ed esplorando continuamente i mercati applicativi.

2. Metodo di preparazione dell'elettrolita industriale  

Esistono tre metodi principali di preparazione dell'elettrolita: riduzione chimica, elettrolisi ed elettrolisi combinata con riduzione chimica. La produzione industriale utilizza principalmente la riduzione chimica e l'elettrolisi combinata con riduzione chimica.

2.1 metodo di riduzione chimica

Il metodo di riduzione chimica consiste nel ridurre i composti di vanadio ad alta valenza (V₂O₅, NH₄VO₃, ecc.) in ioni di vanadio a bassa valenza sotto l'azione di agenti riducenti come acido solforoso, acido ossalico e atmosfera riducente. Il solvente comunemente utilizzato è la soluzione acquosa di acido solforico.

2.2 Metodo dell'elettrolisi

Il metodo di elettrolisi utilizza composti di vanadio ad alta valenza (come V₂O₅, NH₄VO₃, ecc.) come materie prime. Il vanadio ad alta valenza viene ridotto al vanadio a bassa valenza richiesto mediante elettrolisi nella cella elettrolitica. Cioè, all'elettrodo negativo viene aggiunto acido solforico contenente composti di vanadio ad alta valenza. Soluzione, all'elettrodo positivo viene aggiunta una soluzione di acido solforico di concentrazione corrispondente e l'elettrolisi viene eseguita sotto corrente costante o tensione costante per preparare un elettrolita di ioni di vanadio a bassa valenza.

2.3 Metodo dell'elettrolisi combinata con riduzione chimica

Allo stato attuale, il primo passo del metodo di elettrolisi combinata di riduzione chimica utilizzato nella produzione industriale consiste nel ridurre chimicamente gli ioni di vanadio pentavalente in ioni di vanadio tetravalente e quindi elettrolizzare la soluzione di acido solforico di ioni di vanadio tetravalente in elettrolita di vanadio trivalente.