新型電源全釩氧化還原液流電池

由于能源危機(jī)和環(huán)保壓力，傳統(tǒng)能源正在向可再生能源轉(zhuǎn)換。隨著風(fēng)能和太陽(yáng)能等能源的應(yīng)用，研究和開(kāi)發(fā)價(jià)廉、高效率的儲(chǔ)能系統(tǒng)是十分必要的。在眾多的儲(chǔ)能系統(tǒng)中，氧化還原液硫電池（redoxflowcell）具有電池容量可調(diào)，無(wú)固相反應(yīng)，不發(fā)生電極物質(zhì)結(jié)構(gòu)形態(tài)的改變，價(jià)格便宜、壽命長(zhǎng)、可靠性高、操作和維修費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了迅速發(fā)展。早期，F(xiàn)e/Cr液硫電池發(fā)展較快，但Cr半電池的可逆性差，且難于尋求到能排除Fe和Cr相互污染的選擇性隔膜；雖然對(duì)Fe/Cr電池進(jìn)行了改進(jìn)，但性能仍不理想，難以實(shí)用化。所以人們又研究開(kāi)發(fā)單一金屬溶液為電解質(zhì)的電池，如Cr系、Co系和V系，其中以釩溶液為電解質(zhì)的液流電池的性能最好。

釩氧化還原液流電池是一種優(yōu)良的儲(chǔ)能系統(tǒng)。作為蓄電池與其他蓄電池比較見(jiàn)表1所示。它有諸多優(yōu)點(diǎn)：

（1）釩電池的額定功率和額定能量是相互獨(dú)立的，功率大小取決于電池堆的性能（如電池堆的電阻等），釩電池的能量取決于電解液的體積和電解液的濃度。因此，可以通過(guò)增加電解液的濃度和體積來(lái)增加電池的容量。

（2）在充、放電期間，釩氧化還原液流電池只發(fā)生液相反應(yīng)，電極不參與化學(xué)反應(yīng)。

（3）釩電池儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)，理論上保存期無(wú)限。因?yàn)殡娊庖嚎梢匝h(huán)使用，這大大降低了電池的成本。

（4）釩電池可以實(shí)現(xiàn)100%深放電而不損壞電池。

（5）釩電池的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、材料價(jià)格便宜、更換和維修費(fèi)用低廉。

（6）通過(guò)更換釩電池的電解液可以實(shí)現(xiàn)瞬間再充電。

（7）釩電池對(duì)環(huán)境友好，是新型的環(huán)保電池。

基于上述優(yōu)點(diǎn)，釩電池可實(shí)現(xiàn)“瞬間再充電”,對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)的開(kāi)發(fā)有很大的意義,釩電池可以作為電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力能源,有利于推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的普及,電動(dòng)汽車(chē)可以在加油站直接更換電解質(zhì),達(dá)到“再充電”,這樣就會(huì)節(jié)約大量石油,減少環(huán)境污染,釩電池還可用于邊遠(yuǎn)地區(qū)及能量?jī)?chǔ)存供應(yīng)系統(tǒng),大容量動(dòng)力電源及大規(guī)模應(yīng)急電源系統(tǒng),以及電網(wǎng)的調(diào)峰、平衡負(fù)載和降低能耗等。有關(guān)專(zhuān)家預(yù)測(cè),這種電池如得到廣泛應(yīng)用,將使中國(guó)儲(chǔ)量豐富的釩鈦磁鐵礦和石煤釩礦資源得到充分利用,從而使中國(guó)釩資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)