钒液流电池高浓度三元电解液的粘度性质

发布时间：2020-04-17 10:17

【摘要】：近年来,我国日益重视可再生能源的应用,但可再生能源在实际应用中,面临着诸多挑战,其中如何存储好就是一项亟待解决的问题,因此,钒电池技术应运而生。钒电池,作为一种液流电池,其能量存储在钒电解液中,整个钒电池的储能性能深受电解液的影响。所以,针对钒电池电解液的研究非常有必要。目前,人们通过向钒电池电解液中加入不同的添加剂来改善钒电池电解液性能。而加入添加剂后,会对电解液粘度产生影响,进而直接影响到电池性能。因此本文设计了两种不同的半经验粘度预测方程,用于预测在不同条件下添加剂(甲基磺酸、聚丙烯酸)对钒电解液粘度的影响。本论文的研究工作如下所示:测量了10℃到45℃下低浓度甲基磺酸的水溶液的粘度,根据Jone-Dole经验方程,计算得到不同温度下甲基磺酸的粘度B系数以及极限表观摩尔体积。从过渡态理论出发,获得甲基磺酸的活化自由能。并测量了不同温度、离子强度和离子强度分数下的三元电解质溶液的粘度。根据以上数据,在Eyring方程的基础上,构建三元电解质溶液(硫酸氧钒+甲基磺酸+水)粘度预测方程,将实验结果与方程预测结果进行比较。结果表明,该粘度预测方程给出了良好的预测结果,预测值与实验值的一致性非常好,两者的平均相对偏差仅为0.22%。选取聚丙烯酸作为钒电解液添加剂。测量了三元电解质溶液(硫酸氧钒+聚丙烯酸+水)在不同条件下的粘度。从二元聚丙烯酸水溶液以及硫酸氧钒水溶液的粘度预测方程出发,在Eyring方程基础上,针对三元电解质溶液(硫酸氧钒+聚丙烯酸+水)构建了两种不同的粘度半经验预测方程。通过比较两种方程的预测结果和实验结果的相对偏差以及其他参数,选出最佳预测方程。通过该方程得到的预测值与实验值平均相对偏差为0.32%。
【图文】：

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即 V5+/ V4+和 V3+/V2+。目前，钒液流电池正受到越所述，液流电池储能技术发展迅速，在选用具体电池情况，综合考虑选取最合适的技术。池年代，由新南威尔士大学的 Maria Skyllas-Kazacos 及其电池（钒氧化还原液流电池/Vanadium redox flow ba大规模储能应用上获得了极好的表现，由于其具有长量存储效率，而且已经被证实拥有 MWh 以上的电量池吸引了世界上众多研究者的目光[11, 15, 43-50]。于 VO2+/VO2+与 V2+/V3+氧化还原电对的液流储能电液中，电化学反应发生在 VO2+和 VO2+之间，在负极电 V2+和 V3+之间，两个反应正如图 1-1 所示。

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图 1-2 钒电池工作示意图中，钒电解质溶液是钒电池最基本的组成部分。首先，量存储介质，其次，溶液中的氢离子肩负着在电池中进据 Faraday 定律所表示的，在恒定电流下，电池的理论（1-1）表示：QT= It / 3600 =m(nF) / N 池容量，单位 Ah，I 是流经电池的电流，，单位为安培，t ，m 是完全电池放电所需要的反应物的摩尔数，单位为转移数量，F 是法拉第常数，N 是电池堆内部电池的数储能大小由钒电解液的浓度以及电解液的体积多少所决占有绝对重要的位置，因此，针对钒电池电解液的研究至钒电池电解液的研究主要集中在正极的 VO2+（以下用 V温度升高时发生热力学上的沉淀，限制了钒离子的浓度主要因素。V(V)在电解液中的沉淀过程受氢离子以及温
【学位授予单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM912

【参考文献】