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。     

镁杂质离子对钒电池电解液性能的影响

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。     

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%。     

硫酸浓度对多孔氧化铝膜的影响

在H2SO4电解液中对高纯铝箔进行阳极氧化,考察分析了电解液浓度对多孔阳极氧化铝膜的影响,结果表明:随硫酸电解液浓度的增加,纳米孔孔径逐渐增大,孔密度降低,孔的有序性先提高后降低;采用23 V直流电压进行阳极氧化,电解液浓度为0.6~1.0 mol/L时制得的氧化铝膜孔径均匀性及有序度均较好,尤其以0.8 mol/L H2SO4最佳;阳极氧化铝膜的厚度随电解液浓度的提高而增大;电解液浓度过高易于将铝箔快速击穿。     

钼酸钠对钒电池负极电解液的影响

研究了钼酸钠作为负极电解液的添加剂,对电解液的电化学性能、稳定性和电池性能的影响。结果表明:钼酸钠的加入,有利于提高负极电解液的电化学活性和V(Ⅲ)离子的扩散系数,减小了电荷传递电阻;在0~1.5%含量范围内钼酸钠的添加对负极电解液的低温稳定性无影响。与空白电池相比,添加1.0%钼酸钠电池的容量和能量有所提高,特别是在电流密度达到120 m A/cm~2,放电容量和放电能量提高了25.59%和21.89%。     

钒电解液V(Ⅲ)离子结构与电化学活性关系探讨

全钒液流电池(VRFB)因其固有安全性和超长服役寿命,被认为是最具应用前景的大规模电化学储能技术之一。VRFB负极电解液在充放电过程中主要发生V(Ⅲ)V(Ⅱ)离子氧化/还原反应,因V(Ⅲ)离子还原的标准电极电位为-0.25 V(vs.NHE),充电过程易于发生析氢副反应而严重影响VRFB性能,负极电解液的活性和析氢行为与V(Ⅲ)离子结构密切相关。基于Gaussian量子化学计算平台,采用MP2理论方法和LANL2DZ基组对不同构型V(Ⅲ)离子进行结构优化,分析其反应活性,并结合电解液电化学性能测试结果,发现新制备电解液中的V(Ⅲ)离子因存在一定程度聚合而表现出较差的电化学活性,经过5次充放电循环后,钒离子聚合程度减小,表现出较好的电化学活性,析氢副反应也得到抑制,充放电活化的电解液室温存放40天后活性又出现明显下降,表明VRFB负极电解液中V(Ⅲ)离子水解聚合是自发性的。     

硅杂质对钒电池电解液性能的影响研究

通过循环伏安、交流阻抗和充放电等测试方法,研究了不同含量硅杂质对钒电池正极电解液电化学性能和电池性能的影响。结果表明:电解液中硅含量达到0.030 g/L时,电解液中V(IV)离子的扩散系数从(1.43～2.32)×10~(-6) cm~2/s降低至(1.23～1.99)×10~(-6) cm~2/s,反应电荷转移电阻从1.188Ω·cm~2增大到1.593Ω·cm~2,降低了电解液的电化学活性和V(IV)/V(V)电对反应可逆性;电池的容量衰减率和能量衰减率明显增大,平均库伦效率和能量效率分别降低了1.39%和3.23%。     

钒化合物作为钒电池电极材料的稳定性及电化学行为研究

钒化合物具有较好电化学活性,有望用于提升钒电池电极电化学活性,但目前对于钒化合物在电解液中的稳定性及电化学行为的研究有待开展。因此,本文利用E-pH图、开路电位法、循环伏安法等方法,研究了V₂O₅、VO₂、V₂O₃、NaV₂O₅、VN等钒化合物在酸性电解液中的稳定性及电化学行为。在稳定性方面,结合钒化合物的E-pH图、溶解试验以及开路电位分析,VO₂、NaV₂O₅在钒电池电解液中不稳定,会发生快速溶解;V₂O₅在钒电池电解液中相对稳定,会发生缓慢溶解;V₂O₃和VN在钒电池电解液中较稳定,仅发生少量溶解。在电化学行为方面,结合钒化合物在2.0 mol·L^-1 H₂SO₄、0.1 mol·L^-1 V...     

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。     

CP熔盐电化学方法检测LiCl-KCl熔盐La（Ⅲ）浓度

在773 K氩气环境下,采用CP熔盐电化学方法对LiCl-KCl电解质体系中不同组分LaCl₃(0.98 %、2.0 %和3.3 %)进行La离子浓度检测.研究结果表明:La（Ⅲ）在钨电极上相对于银/氯化银参比电极的还原析出电位在-2.0~-2.2 V左右,通过阴极峰电流值、过渡时间与深度三者关系计算,773 K下La离子扩散系数在1.29×10-5~5.42×10-5 cm2/s之间.通过对比计时电位法（CP）和电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP）检测的La离子浓度结果,相对误差依次为1.25 %、1.11 %和1.72 %.LiCl-KCl熔盐中La电沉积的峰值电流和过渡时间平方根乘积与浓度呈良好线性关系,说明以CP熔盐电化学方法检测离子浓度可行性好.      

氯化胆碱-尿素低共熔溶剂中Cu(Ⅰ)离子的电化学性能研究

以加入氯化亚铜的氯化胆碱-尿素(ChCl-Urea-CuCl)低共熔溶剂为电解液,研究了Cu(Ⅰ)离子在ChCl-Urea低共熔溶剂中的电化学性能。结果表明:ChCl-Urea-CuCl电解液的电导率随温度的升高而增大,但随着CuCl浓度的增加呈先增大后减小的趋势;黏度的变化规律与电导率相反。此外,在ChCl-Urea-CuCl电解液中Cu(Ⅰ)离子的还原是受扩散控制的准可逆反应;Cu(Ⅰ)离子的扩散系数随温度的升高而增大,但随着CuCl浓度的增加呈先增大后减小的趋势,这主要与Cu(Ⅰ)离子在ChCl-Urea低共熔溶剂中的存在形式有关。     

镁离子对锰电解液理化性能影响的实验研究

对纯硫酸锰溶液和含铵硫酸锰溶液在不同镁离子浓度及温度下的溶液密度、粘度、电导率进行了测定。结果表明：在同一温度下，2类溶液的密度和粘度都随镁离子浓度的增加而增大，而溶液电导率随镁离子浓度的增加而降低。在同一镁离子尝试下，2类溶液的密度和粘度都随温度的升高而降低，而电导率随温度的升高而增大。在相同温度和镁离子浓度下，含铵硫酸锰溶液的密度、粘度和电导率都比纯硫酸锰溶液大。     

铜电解液中硫酸质量浓度和温度对明胶分解的影响

采用透析的方法将铜电解液中相对分子质量大于3500的明胶进行分离,以二喹啉甲酸(BCA)法测定所得明胶质量浓度,研究了硫酸质量浓度和温度对铜电解液中明胶分解规律的影响.铜电解液中Cu2+基本不影响明胶的稳定性;电解液温度升高和硫酸质量浓度增大,都加剧了明胶的分解.在相同温度下,硫酸质量浓度在150~180 g·L-1范围内每增加15 g·L-1,明胶分解反应速率常数增大约1.2倍;而在相同的硫酸质量浓度下,温度在55~70℃范围内每增加5℃,明胶分解反应速率常数增大约1.5倍.对于铜电解生产,电解液中硫酸质量浓度150~180 g·L-1以及温度60~65℃,可推算出电解液在电解槽中停留3~4 h,明胶的分解率达50%~80%;电解液经过完整的一周循环约需6 h,明胶的分解率可达到70%~90%.     

铜电解电耗因素影响分析及研究

通过铜电解工艺理论分析、电解液物理特性试验、工业试验平台测试,研究了铜电解精炼过程电解液电导率对电耗的影响,确定了电解液温度、硫酸浓度、镍离子浓度与电耗的定量关系,根据现有电解液净化工艺流程,提出最佳镍离子浓度值。     

钐铁熔体中底吹氮气泡的上浮与传质

从气液两相流的一般规律出发,研究了钐铁熔体中底吹氮气泡的上浮与传质,重点讨论了氮气泡在液态钐铁合金中上浮时半径随时间的变化关系,分析了氮气泡在上浮过程中的传质速率。结果表明,钐铁熔体中氮气泡在常压下的半径r随时间t的增大而增大,且气压对氮气泡的长大有明显抑制作用。常压下,氮气泡上浮过程中,气泡的传质速率随时间增加先增大后减小,7.8s时传质速率达最大值6.2×10~(-11) mol/(m~3·s)。当氮气泡上浮时间小于7.8s时,气泡半径对气泡的传质起主导作用,上浮时间大于7.8s时,气泡内气体浓度对气泡的传质起主导作用。气压增大会使气泡的最大传质速率降低,且达到最大传质速率的时间增加。     

工艺条件对锌电解能耗的影响

通过锌电解试验研究了电流密度、锌离子浓度、硫酸浓度、阴阳极间距、电解液温度等对锌电解过程电流效率、槽电压和直流电耗的影响。研究表明,直流电耗随电流密度、阴阳极间距和硫酸浓度的增大而增加,随锌离子浓度的增大而减少;随着电解液温度的升高,直流电耗先减少后增加,在45℃左右达到最低。     

含钨与钼离子的氢氧化铵水溶液的电导率(简报)

测定了钨浓度为0.1～0.535mol/L,钼浓度为0.1～1.04mol/L氢氧化铵溶液的电导率。结果表明,这类溶液的电导率随溶液的温度的升高而升高和溶液中的钨离子、钼离子浓度的增大而增大。电导率对温度的依赖关系可用下列方程表示: k_t=k_(20)[1+α(t-20)] 式中k_(20)=在20℃的电导率;α=温度系数。     

浓缩倍率对Q235B钢腐蚀行为的影响

针对中性介质中Q235B钢的腐蚀问题,使用旋转挂片腐蚀试验机进行试验,利用动态腐蚀失重法、动电位极化曲线、交流阻抗等电化学方法研究了Q235B钢在不同浓缩倍率模拟水样中的腐蚀行为。试验结果表明,随着溶液浓缩倍率的增大,Q235B钢的动态腐蚀速率出现增大的趋势。溶液中腐蚀性离子的浓度随着溶液浓缩倍率的增加而增大,同时,电化学试验结果表明,电荷传递电阻和膜电阻均逐渐减小,导致电化学反应过程的阻力变小,加快了Q235B钢的腐蚀,与动态腐蚀失重法腐蚀速率的变化相对应。     

含钌含铼高温合金电化学溶解工艺研究

采用电化学溶解法对某含钌含铼高温合金废料在盐酸电解体系中的溶解过程进行研究。考察了电流密度、电解液酸度、电解液镍离子浓度、温度、搅拌速率对电解过程的影响。结果表明,在阳极电流密度400A/m~2、盐酸浓度2mol/L、镍离子浓度100g/L以下、电解温度40℃、搅拌速率200r/min的条件下,合金中镍、钴的电化学溶解率可达60%以上,钨、钽、铼、钌等稀贵金属溶解率小于0.8%,实现了合金中贱金属和稀贵金属的高效分离。     

导向管喷动床电极处理低浓度含铜废水的研究

以铜颗粒为阴极颗粒,低浓度硫酸铜溶液为电解液,在横截面积为105.5mm×17mm的矩形导向管喷动床电极中,研究了硫酸浓度、颗粒粒径、电流密度以及电解液中铜离子的浓度对电流效率和铜的沉积速率的影响,找出了适宜的电解条件.