氧化还原液流电池系统的离子膜扩散特性研究

摘要

氧化还原液流电池是一种新型的化学电源，以溶解在电解液中不同价态金属离子作为电池正极和负极活性物质，正极电解液和负极电解液分开储存。电池充电或放电时，通过外接泵，把正极电解液和负极电解液分别压入正极室和负极室，完成氧化还原反应后，流回到储液槽。图1是全钒氧化还原液流电池(VRB)示意图。液流电池隔膜作用是防止正负极活性物质直接接触产生自负极活性物质必须具有良好的分隔性能，同时对充放电过程中参与电荷传递的电解质离子，具有良好的通透性。本研究以全钒氧化还原液流电池为对象，以不同离子交换膜为电池隔膜，分别考察了V4+和V5+两种离子通过离子交换膜向水溶液和实际浓度的电解液中的扩散传质特性，确定由此导致电池自放电过程对电池效率的影响。通过对相关因素进行分析，研究液流电池隔膜的扩散传质性能，为液流电池隔膜评价提供实验和理论依据。