全钒氧化还原液流电池电解液的研究

研究在40℃温度下,添加剂对全钒氧化还原液流电池电解液稳定性的影响.通过采用硫酸亚铁铵溶液对钒电池电解液进行电位滴定,定量分析钒电池电解液中不同价态钒离子的浓度;利用循环伏安曲线扫描,分析添加剂的引入对电解液电化学性能的影响.结果表明:温度40℃时,添加剂对五价钒溶液稳定性的影响次序为:尿素>硫酸钾>CTAB>草酸铵>草酸钠;添加剂对钒溶液氧化活性的影响为:草酸钠>尿素>硫酸钾>CTAB>草酸铵;对还原活性的影响为:草酸铵>草酸钠>硫酸钾>CTAB>尿素;对氧化还原反应可逆性的影响为:尿素>草酸钠>硫酸钾>CTAB>草酸铵.     

全钒液流电池关键技术进展与发展趋势

能源自古以来就是社会赖以生存、发展的基础,面对全球化石资源消耗所引起的自然环境和天气恶化,全世界开展了低碳战略部署,着力推动可再生绿色能源的持续利用。全钒液流电池储能系统可以解决绿色能源(风能、水能和太阳能等)波动性强、不连续和受环境、天气限制的难题。电解液与电堆是钒电池系统的重要组成部分,两者决定了钒电池容量、功率和稳定性等性能,同时也是钒电池产业成本主要支出口。介绍了国内外钒电池电解液、电堆近年的研究进展、关键技术和商业化应用,讨论了全钒液流电池的发展潜力与后续方向。     

全钒氧化还原液流电池隔膜的改性研究

全钒液流电池的隔膜是限制该电池体系实际应用的关键因素之一,现在通常采用的Nafion隔膜虽然电化学性能和使用寿命优异,但是较大的钒离子透过率和高昂的成本限制了其广泛应用。本文选择了一种国内生产的用于水处理的隔膜进行改性研究,电化学试验表明:对该膜应用Nafion溶液浸泡的方法进行改性,可以在有效降低成本的同时达到较好的电化学性能,电流效率较高,但电压效率随电流密度升高下降较为明显;同时钒离子的透过率比Nafion膜大为改善,但是稳定性有待于进一步提高。     

全钒液流电池正极和负极材料的处理方法

为了获得大反应电流,全钒氧化还原液流电池使用聚丙烯腈基碳毡为电极活性材料.在空气中热处理碳毡可以增加其表面含氧官能团浓度,改善碳毡的亲水性,降低反应过电位.实验表明:电池的过电位主要由正极反应造成;热处理正极碳毡可以大大降低电池极化内阻,负极碳毡热处理后降低了析氢过电位,从而降低了电池的电流效率;正极使用热处理后的碳毡,负极使用未经处理的原毡,可以获得更好的电池能量效率.     

全钒液流电池电解液的研究进展

为探索钒电池电解液的研究发展,文章通过对比研究,对全钒液流电池电解液的制备方法、电解液的组成和添加剂对电解液的稳定性、电化学活性的影响等方面进行分析,较为全面阐述了当前钒电池电解液研究的方向和取得的进展,指明了钒电池电解液的研究方向。     

氧化还原液流电池卤化钒电解液的性能研究

采用循环伏安法、线性扫描伏安法和交流阻抗技术分别研究了石墨电极在不同浓度的卤化钒电解液中的电化学性能,并研究了不同浓度电解液的黏度性质。结果表明:卤化钒电解液中当溴的浓度在1.0~1.5 mol/L时黏度为1.0×10-3Pa.s左右,溶液的粘滞阻力较小;在石墨电极上的得到的循环伏安曲线氧化峰电流与还原峰电流之比约为1,且峰电位差较小,电极反应的可逆性较强;交流阻抗分析可知溶液电阻在此浓度范围内也较小,约为1Ω;交换电流密度和反应速率常数的计算结果表明,该电解液中溴浓度在1.0~1.5 mol/L时达到了最好的动力学性质。上述分析认为此浓度范围的电解液适合作为溴化钒氧化还原电池的正极电解液。     

氢气焙烧还原制备全钒液流电池用V2O3

针对氢气焙烧还原偏钒酸铵（AMV）制备全钒液流电池V2O3的试验条件、晶相和微观结构的影响展开研究。结果表明,优选试验条件为：氢气还原温度575 ℃、氢气还原时间1 h、氢气气流速率100 mL/min、还原后随炉冷却。通过上述试验方案获得的样品基本全部为V2O3,主晶相为V2O3,微观结构上晶粒饱满且以片状物或块状物的形式紧密堆积在一起。最终可生产电池级V2O3,并制备出合格的全钒液流电池电解液。     

锌铈液流电池研究进展

能源是经济发展和人们生活的重要物质基础.化石燃料的过度消耗加速了能源危机和环境污染的出现.新能源的利用是解决能源问题和环境问题的必然选择.太阳能、风能和潮汐能等新能源发电具有间歇性的特点,给电网的安全稳定运行带来很大的挑战.储能技术是新能源开发的关键技术.在各种储能技术中,电化学储能日益受到重视.液流电池是一种高效大规模储能系统.锌铈液流电池是已知的单电池电压最高的水溶液电解质电池.文中阐述了锌铈液流电池的工作原理,从正半电池反应、负半电池反应和隔膜3个方面综述了当前的研究进展.指出了锌铈液流电池研究中需重点关注的基础问题.     

液相氧化法改性碳纳米管复合电极对钒电池性能的影响

为提升钒电池负极侧电极的电化学活性,采用液相氧化法对碳纳米管进行改性,并将其引入石墨毡表面制备复合电极。首先对碳纳米管与石墨毡的电化学性能进行对比,再通过液相氧化改性对碳纳米管的电化学活性进一步优化,最后制备了碳纳米管石墨毡复合电极,并采用充放电测试考察其性能表现。结果表明：在浓H2SO4与浓HNO3体积比为1︰3,温度80 ℃,改性时间2 h条件下得到的碳纳米管电化学活性最佳。在120 mA/cm2的电流密度下,以复合电极为负极的电池电压效率和能量效率分别为87.96%、83.47%,分别比石墨毡（82.08%、77.31%）提高了5.88和6.16个百分点,具有良好的倍率性能。     

硫-磷混合酸全钒电解液设计及电化学性能研究

全钒氧化还原液流电池(简称钒电池)作为一种大型储能技术,因其具有安全性高、稳定性好、使用寿命长、设计灵活、对环境影响小等优点而受到广泛关注。然而,钒电池因为钒化合物溶解度和钒离子的稳定性,使其发展和商业化应用受到一定程度限制。本文为提高钒电池的容量、能量密度和高温稳定性,对硫磷混合酸体系钒电解液的主要成分与其性能影响进行研究。通过电解液的稳定性、电化学性能和电池性能测试与分析,研究表明硫磷混酸体系可明显改善五价钒电解液高温稳定性,在50℃时,稳定时间较同浓度硫酸体系延长68 h。但当磷酸浓度超过0.2 mol/L,会产生新的磷酸氧钒沉淀,并且原有的五氧化钒沉淀逐渐消失。当硫磷混合酸电解液浓度组成为钒离子浓度为2.0 mol/L、硫酸浓度3.0 mol/L、磷酸浓度0.15 mol/L时,可以在50℃稳定运行,经100次充放电,硫磷混酸电解液无任何沉淀产生,其比容量为16.9 Ah/L,能量密度21.5 Wh/L,库伦效率可达94.0%。     

镁杂质离子对钒电池电解液性能的影响研究

通过对含有不同浓度镁杂质离子的电解液进行循环伏安测试、黏度测试及热稳定性测试,考察镁离子对电解液电化学性能及稳定性的影响。结果表明,当电解液中镁杂质离子浓度超过0.96g/L时,电解液黏度从0.89mm2/s增大至0.95mm2/s,电解液中钒离子扩散系数从(2.06~3.33)×10-6 cm2/s降低至(1.30~2.11)×10-6 cm2/s,导致电极反应速率和电极反应可逆性降低;同时电解液中出现钒离子大量沉淀现象,电解液稳定性降低,严重影响钒电池的正常运行。     

Advances in Modeling Completely Mixed Flow Reactors for Ion Exchange

This work advances the mathematical modeling of ion exchange treatment in completely mixed flow reactors in which there is recycle and regeneration of the ion exchange resin. The most common application of this process is magnetic ion exchange resin to remove dissolved organic carbon from raw drinking water. The motivation for this work was the complex distribution of resin particle ages and sizes that result from the recycle and regeneration processes. The newly developed model uses a single “age-averaged” diffusion equation to represent resin particle age as compared with the previous Monte Carlo model that uses a large number of diffusion equations to represent various resin particle ages. Advantages of the age-averaged model over the Monte Carlo model include a closed-form analytical solution for the steady-state case of the model, advanced numerical techniques used for the nonsteady-state case of the model, and model simulations require much less computational time and yield more accurate results. The age-averaged model is a robust numerical tool that can be used to evaluate a range of treatment scenarios as a result of these advancements.     

有色冶金中的离子交换膜电解技术

离子膜电解技术在有色冶金工业中有重要的应用价值 ,膜的选择透过性和不同的电极过程相结合可完成各种冶金过程。综述了离子交换膜电解技术在高纯金属的制备、无机物的电化合成、多价离子氧化状态的控制及金属离子的分离等冶金领域的研究现状 ,分析了该技术的特点 ,并指出了该技术要实现工业化必须解决的主要问题     

Separator Material Chosen for MH/Ni Battery

The properties of MH/Ni batteries using different separator were studied.And then an idea for choosing separator for high-power MH/Ni battery was provided.Using the separator with grafting treatment, the storage characteristic, charge retention characteristic and anti-soft-short characteristic of high-power MH/Ni battery are improved.Wetlaid and spunfibre material meet different properties requirement of battery.     

锂离子电池负极材料锡基氧化物的研究

采用锡基复合氧化物作为锂离子二次电池负极材料,并对其进行了合成及电化学测试.电化学测试结果表明,样品(包括SnO和SnO2以及在SnO中添加B、P、Al等元素之后的复合氧化物)的可逆容量可分别达到612mAh/g、598mAh/g和658mAh/g.这充分证明了锡基氧化物用于锂离子二次电池是非常合适的.另外,通过X射线衍射分析和SEM(电子扫描电镜)对锡基复合氧化物作了分析研究.XRD分析结果表明,在SnO中添加B、P、Al等元素之后所焙烧出的产物完全是玻璃体结构.在SEM表征结果中显示出SnO是粒子状结构,在SnO中添加B、P、Al等元素之后,样品的形貌是不规则的四角形态,粒径分布范围较广.结果表明锡基复合氧化物作为锂离子电池负极材料很有应用前景.     

废旧锂离子电池的综合利用试验研究

采用基于湿法冶金的综合回收新工艺,对废旧锂离子电池的资源化综合利用进行了详细的试验研究。试验结果表明,纸塑外包装、保护电路板及钢外壳分类后可直接出售,全流程有价金属回收率铝98％、铜96．53％、钴94．94％、锂86．98％,各产品质量达到相关国家或企业标准。     

Membrane as Solid∕Liquid Separator and Air Diffuser in Bioreactor

A bench-scale pilot plant was operated to evaluate the potential of using microfiltration hollow fiber membrane modules as an air diffuser and solid∕liquid separator in an alternate cycle within a bioreactor treating domestic wastewater. Two modules capable of air backwashing were immersed in a bioreactor. Compressed air backwashing and filtration by suction were effected alternatively. The experimental results reveal that application of the air backwashing technique to submerged membrane modules is capable of not only declogging the membranes but also of aerating the mixed liquor. Thus, better filtration flux rate and aeration without a separate aeration device were attained simultaneously. It was also noted that the introduction of an anoxic zone enhanced the removal of nitrogen. In addition, operation at low hydraulic retention time with high sludge concentration and the absence of a sedimentation tank indicate considerable savings on the plant area.     

旋转管式膜器处理含油废水的研究

用常规方法处理乳化油污水比较困难,存在不同的问题,膜分离技术处理乳化油污水具有分离精度高,无二次污染,过程无相变等优点。