全釩氧化還有液流電池電解液的研究.pdf

1、全釩氧化還原液流電池是利用不同價(jià)態(tài)釩離子之間的氧化還原反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的新型二次電池。它具有高效、環(huán)保、能夠大電流充放電、深度放電等特點(diǎn)。目前，有很多因素制約著全釩氧化還原液流電池工程化的發(fā)展，其中，電解液的狀態(tài)和負(fù)極電解液的穩(wěn)定性等是重要的影響因素。
　　 本文采用以草酸為還原劑的化學(xué)還原法制備了硫酸氧釩電解液，通過(guò)將其在全釩氧化還原液流電池電堆中進(jìn)行充電，得到實(shí)驗(yàn)所需的各種價(jià)態(tài)釩電解液。提出了電解液中不同價(jià)態(tài)釩離子濃度以及

2、四價(jià)釩電解液中草酸的高錳酸鉀電位滴定方法，為掌控電解液的狀態(tài)提供了重要依據(jù)。同時(shí)，研究了釩離子濃度、溫度、酸度、充電狀態(tài)、添加劑等因素對(duì)負(fù)極電解液穩(wěn)定性的影響。
　　 通過(guò)對(duì)V(Ⅱ)、V(Ⅲ)、V(Ⅳ)、V(Ⅴ)電解液的循環(huán)伏安分析，發(fā)現(xiàn)在石墨電極上，電解液的氧化還原行為都表現(xiàn)出不可逆性。采用高錳酸鉀-硫酸亞鐵氨體系對(duì)釩電解液進(jìn)行了電位滴定分析。其中，高錳酸鐘溶液可以把低價(jià)釩氧化成較高價(jià)釩，可用于檢測(cè)V(Ⅱ)、V(Ⅲ)、V(Ⅳ)

3、的價(jià)態(tài)和濃度；硫酸亞鐵氨溶液能把V(Ⅴ)還原成V(Ⅳ)，可用于測(cè)定V(Ⅴ)的濃度。該方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于3.67％，可為全釩氧化還原液流電池電解液的價(jià)態(tài)和濃度的檢測(cè)提供可靠的依據(jù)。
　　 在采用草酸作還原劑制備全釩氧化還原電池電解液的過(guò)程中，會(huì)有殘留草酸存在，其對(duì)電解液的電化學(xué)性能有一定的影響?；诟咤i酸鉀溶液電位滴定方法，實(shí)現(xiàn)了V(Ⅳ)電解液中殘留草酸的定性、定量分析。結(jié)果表明，在V(Ⅳ)電解液中，用高錳酸鉀溶液滴定草酸時(shí)終

4、點(diǎn)電位在1070 mV左右。該法相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于3.6％，回收率達(dá)到98.7％～104.2％。此外，基于該電位滴定方法，分析了加熱過(guò)程中殘留草酸含量的變化，表明了加熱可去除V(Ⅳ)電解液中殘留草酸的可行性。本方法為全釩氧化還原液流電池V(Ⅳ)電解液中草酸的檢測(cè)和去除提供了可靠的依據(jù)。
　　 探討了釩離子濃度、溫度、酸度、充電狀態(tài)、添加劑等對(duì)釩電池負(fù)極電解液穩(wěn)定性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，低溫和高酸度是影響負(fù)極電解液出現(xiàn)沉淀的重要因素。充