化學(xué)還原法制備釩電池電解液中還原劑選擇及性能

楊亞東，張一敏，黃晶，劉濤，鄭秋實

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化學(xué)還原法制備釩電池電解液中還原劑選擇及性能

楊亞東1，2，張一敏1，2，3，黃晶1，2，3，劉濤1，2，3，鄭秋實1，2

（1武漢科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，湖北武漢430081；2釩資源高效利用湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北武漢430081；3湖北省頁巖釩資源高效清潔利用工程技術(shù)研究中心，湖北武漢430081）

以V2O5為原料，采用化學(xué)還原法制備釩電池電解液。對比草酸、抗壞血酸、酒石酸、檸檬酸、雙氧水、甲酸、乙酸制備所得釩電池電解液的轉(zhuǎn)化率、還原率及電化學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)草酸制得的電解液轉(zhuǎn)化率及還原率較高，且其電化學(xué)活性明顯優(yōu)于其他還原劑。對草酸制備電解液的反應(yīng)動力學(xué)進行分析，發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)為放熱反應(yīng)且在常溫下能自發(fā)進行。對制備過程中的各項參數(shù)進行優(yōu)化，在(H2C2O4)∶(V2O5)=1∶1、反應(yīng)溫度90℃、反應(yīng)時間100min、(H2SO4)∶(V2O5)=5∶1的條件下，電解液的轉(zhuǎn)化率與還原率達到了94.80%和93.55%。草酸和VOSO4制備的電解液電化學(xué)分析結(jié)果表明草酸制備的電解液能夠抑制析氧副反應(yīng)的發(fā)生，具有較大的擴散系數(shù)、交換電流密度、電極反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)速率常數(shù)和較小的極化電阻，對電極反應(yīng)的傳質(zhì)過程和傳荷過程有促進作用，提高了電極反應(yīng)速率。以草酸為還原劑能夠在較低溫度下高效地制備具有良好的電化學(xué)性能及穩(wěn)定性的釩電池電解液。

全釩液流電池；電解液；電化學(xué)

近年來，大規(guī)模儲能技術(shù)逐漸成為可再生能源開發(fā)利用的重點[1-2]。全釩液流電池儲能技術(shù)由于其具有儲能規(guī)模大、安全性高、循環(huán)壽命長、環(huán)境友好等優(yōu)點[3-5]，成為規(guī)模儲能的首選技術(shù)之一。……