Новости

В журнале Journal of Power Sources вышла статья российских ученых, посвященная работе ванадиевых проточных редокс-батарей. Среди авторов – три представителя ФИЦ ПХФ и МХ РАН и Центра компетенций «Новые и мобильные источники энергии» в нем. Мы попросили одного из авторов – Дмитрия Конева – прокомментировать суть проделанной работы. Вот что он нам рассказал&

Накопление и воспроизводство электроэнергии при помощи ванадиевой проточной редокс-батареи (ВПРД) – одна из наиболее перспективных технологий для сетей будущего, включающих в себя альтернативные источники энергии. Функционирование ВПРБ обусловлено использованием растворов соединений ванадия и в качестве восстановителя (VSO4), и в качестве окислителя([VO2]2SO4). Растворы этих соединений равной концентрации и объема хранятся в резервуарах и подаются в батарею мембранно-электродных блоков для выработки электроэнергии, при этом происходит их превращение в V2(SO4)3 и VOSO4 соответственно. Для накопления энергии осуществляется обратная трансформация под действием электрического тока из внешнего источника.

Непременным условием сохранения емкости ВПРБ при многократном повторении циклов выработка/накопление электричества является сохранение средней степени окисления всех соединений ванадия в обоих резервуарах равной 3.5. Однако на практике эксплуатации ВПРБ различного масштаба замечено, что средняя степень окисления ванадия имеет тенденцию к возрастанию, это связано с особенностями электродных реакций электролита – восстановителя: параллельно с соединениями ванадия на отрицательном электроде восстанавливаются ионы водорода, давая молекулярный водород.

В своей работе мы предложили и реализовали на практике способ поддержания средней степени окисления ванадия в электролите ВПРБ за счет добавления в систему циркуляции электролита дополнительной электролизной ячейки, осуществляющей восстановление соединений ванадия в резервуаре электролита – окислителя на отрицательном электроде и окисление воды до кислорода на положительном. Процесс коррекции средней степени окисления проводится только за счет небольших затрат электрического тока, не требует добавления реагентов – восстановителей и может осуществляться без отключения основной батареи МЭБ (то есть без вывода из эксплуатации ВПРБ).

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378775323003889