The vanadium redox battery (or redo

The vanadium redox battery (or redox flow battery) exploits the ability of vanadium to exist in 4 different oxidation states, and uses this to make a battery that has just one chemical electrolyte instead of two.

The main advantages of the vanadium redox battery is that it can offer almost unlimited capacity simply by using larger and larger storage tanks, it can be left completely discharged for long periods with no ill effects, it can be recharged simply by replacing the electrolyte if no power source is available to charge it, and if the electrolytes are accidentally mixed the battery suffers no permanent damage. The main disadvantages with Vanadium redox technology are a relatively poor energy-to-volume ratio, and the difficulty in storing and handling large volumes of the (somewhat corrosive) liquid electrolytes.

A Vanadium redox battery consists of a power cell in which two electrolytes are kept separated by an ion exchange membrane, somewhat confusingly, both electrolytes are vanadium based. The electrolyte in the positive half-cell contains VO2+ and VO2+ ions, the electrolyte in the negative half-cell, V3+ and V2+ ions. This electrolyte is typically prepared by electrolytically dissolving vanadium pentoxide (V2O5) in sulphuric acid (H2SO4) and the solution remains strongly acidic in use.

It should be noted that National Power in the UK have also developed a redox flow battery, but one that is based on the use of two very different solutions, one of sodium sulphide and one of sodium bromide. While this system appears to give a higher power density it does carry additional problems as cross-contamination of the electrolytes is destructive to the battery.

In vanadium flow batteries, both half-cells are additionally connected to storage tanks and pumps so that very large volumes of the electrolytes can be circulated through the cell. This circulation of liquid electrolytes is somewhat cumbersome and does restrict the use of vanadium flow batteries in mobile applications, effectively confining them to large fixed installations, although there is one company focusing on electric vehicle applications, where rapid replacement of electrolyte is used to refuel the battery.

When the vanadium battery is charged, the VO2+ ions in the positive half-cell are converted to VO2+ ions when electrons are removed from the positive terminal of the battery. Similarly in the negative half-cell, electrons are introduced converting the V3+ ions into V2+. During discharge this process is reversed and results in a typical open-circuit voltage of 1.40 V at 25 °C.

Other useful properties of Vanadium flow batteries are their very fast response to changing loads and their extremely large overload capacities. Studies by the University of New South Wales have shown that they can achieve a response time of under half a millisecond for a 100% load change, and allowed overloads of as much as 400% for 10 seconds.

Electriclal applications

The extremely large capacities possible from vanadium redox batteries make them well suited to use in large power storage applications such as helping to average out the production of highly variable generation sources such as wind or solar power, or to help generators cope with large surges in demand. Their extremely rapid response times also make them superbly well suited to UPS type applications, where they can be used to replace Lead-acid batteries and even diesel generators.

Currently installed vanadium batteries include:

A 1.5MW UPS system in a semiconductor fabrication plant in Japan

A 275 kW output balancer in use on a wind power project in the Tomari Wind Hills of Hokkaido

A 200 kW, 800kWh output leveler in use at the Huxley Hill Wind Farm on King Island, Tasmania

A 250 kW, 2MWh load leveler in use at Castle Valley, Utah

External articles and references

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

วาเนเดียมอกซ์แบตเตอรี่ (หรือแบตเตอรี่กระแสอกซ์) ใช้ความสามารถของวาเนเดียมที่มีอยู่ใน 4 สถานะแตกต่างกัน และใช้นี้จะทำให้แบตเตอรี่ที่มีอิเล็กโทรไลต์เคมีหนึ่งแทนของทั้งสองประโยชน์หลักของวาเนเดียมอกซ์แบตเตอรี่ที่เราผลิตไม่เพียงแค่ใช้ขนาดใหญ่ และถังเก็บขนาดใหญ่ สามารถปล่อยหมดไม่มีผลร้ายนาน มันสามารถชาร์จเพียงแค่ โดยการแทนที่อิเล็กโทรไลต์ถ้าแหล่งจ่ายไฟไม่ได้ชาร์จได้ และถ้าบังเอิญผสมไลต์ แบตเตอรี่ทนทุกข์ทรมานไม่มีความเสียหายถาวรได้ เสียหลัก ด้วยเทคโนโลยีรีดอกซ์วาเนเดียมมีอัตราส่วนพลังงานที่เสียงค่อนข้างยากจน และความยากลำบากในการจัดเก็บ และชุดกรองไลต์เหลว (ค่อนข้างกัดกร่อน)วาเนเดียมเป็นรีดอกซ์แบตเตอรี่ประกอบด้วยเซลล์ไฟฟ้าที่สองอิเล็กโทรไลต์จะถูกเก็บไว้แยกจากกัน โดยมีเยื่อแลกเปลี่ยนไอออน ค่อนข้างคลึง อิเล็กโทรไลต์ทั้งสองมีวาเนเดียมคะแนน อิเล็กโทรไลท์ใน half-cell บวกประกอบด้วย VO2 + และ VO2 + ไอออน อิเล็กโทรไลท์ในลบ half-cell, V3 + และ V2 + ไอออน อิเล็กโทรไลต์นี้โดยทั่วไปโดยจัดทำ electrolytically ละลายวาเนเดียม pentoxide (V2O5) ในกรดซัลฟิวริก (H2SO4) และการแก้ปัญหายังคงใช้กรดควรสังเกตว่า พลังงานแห่งชาติในสหราชอาณาจักรยังได้พัฒนาแบตเตอรี่กระแสอกซ์ แต่ที่เป็นไปตามการใช้งานของสองระบบแตกต่างกันมาก หนึ่งโซเดียมซัลไฟด์และโซเดียมโบรไมด์หนึ่ง ในขณะที่ระบบนี้ปรากฏขึ้นเพื่อ ให้ความหนาแน่นของพลังงานสูง มันมีปัญหาเพิ่มเติมเป็นการปนเปื้อนข้ามของอิเล็กโทรไลต์การทำลายแบตเตอรี่ในแบตเตอรี่กระแสวาเนเดียม half-cells ทั้งสองนอกจากนี้เชื่อมต่อกับปั๊มและถังเก็บเพื่อให้ปริมาณมากของอิเล็กโทรไลต์สามารถแพร่กระจายผ่านเซลล์ การหมุนเวียนของอิเล็กโทรไลต์เหลวคือค่อนข้างยุ่งยาก และจำกัดการใช้งานของแบตเตอรี่กระแสวาเนเดียมถือ ประสิทธิภาพ confining นั้นการติดตั้งถาวรขนาดใหญ่ มี บริษัทหนึ่งที่มุ่งเน้นการใช้งานยานพาหนะไฟฟ้า ที่ใช้เติมน้ำมันแบตเตอรี่อิเล็กโทรไลต์แทนที่อย่างรวดเร็วเมื่อชาร์จแบตเตอรี่วาเนเดียม VO2 + ไอออนใน half-cell บวกจะถูกแปลงเป็น VO2 + ไอออนเมื่ออิเล็กตรอนจะถูกเอาออกจากขั้วบวกของแบตเตอรี่ ในทำนองเดียวกัน ใน half-cell ลบ อิเล็กตรอนที่มีนำแปลง V3 + ไอออนเป็น V2 + ระหว่างปล่อย กระบวนการนี้กลับรายการ และส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดโดยทั่วไปของ 1.40 V ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียสคุณสมบัติอื่น ๆ ประโยชน์ของวาเนเดียมกระแสแบตเตอรี่ที่จะตอบสนองอย่างรวดเร็วการเปลี่ยนแปลงโหลดและความจุของขนาดใหญ่มากเกิน การศึกษา โดยมหาวิทยาลัยของนิวเซาท์เวลส์ได้แสดงว่า พวกเขาสามารถบรรลุการตอบสนองเวลามิลลิวินาทีครึ่งโหลด 100% และอนุญาตให้ชั่งเกินพิกัดมากถึง 400% สำหรับ 10 วินาทีการใช้งาน Electriclalกำลังการผลิตขนาดใหญ่มากได้จากแบตเตอรี่วาเนเดียมรีดอกซ์ทำให้พวกเขาเหมาะกับใช้ในประยุกต์ใช้ในการเก็บพลังงานขนาดใหญ่เช่นช่วยเหลือถัวเฉลี่ยจากการผลิตของแหล่งสร้างผันแปรสูงเช่นลมหรือพลังงานแสงอาทิตย์ หรือ เพื่อช่วยรับมือกับกระชากขนาดใหญ่ต้องการเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เวลาการตอบสนองอย่างรวดเร็วมากของพวกเขายังทำให้สวยงามเหมาะกับการใช้งานชนิดของ UPS ที่พวกเขาสามารถใช้แทนตะกั่วกรดแบตเตอรี่และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลแม้วาเนเดียมมีแบตเตอรี่ติดตั้ง:1.5MW เป็นระบบ UPS ในโรงงานผลิตสารกึ่งตัวนำในญี่ปุ่นแบบ balancer ผลลัพธ์กิโลวัตต์ 275 ใช้ในโครงการพลังงานลมเนินเขาลมเรือโทมาริของฮอกไกโด200 วัตต์ 800kWh ผลฟีดเดอร์ใช้ที่ฮักซ์ลีย์ฮิลล์ฟาร์มลมบนเกาะคิง ทาสมาเนียมี 250 วัตต์ ฟีดเดอร์โหลด 2MWh ในการใช้ปราสาทวัลเลย์ ยูทาห์ สหรัฐบทความภายนอกและการอ้างอิง

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

แบตเตอรี่วานาเดียมรีดอกซ์ (หรือไหลแบตเตอรี่อกซ์) ใช้ประโยชน์จากความสามารถของวานาเดียมที่จะมีอยู่ใน 4 รัฐออกซิเดชันที่แตกต่างกันและใช้นี้เพื่อให้แบตเตอรี่ที่มีเพียงหนึ่งอิเล็กโทรเคมีแทนของทั้งสอง.

ข้อดีหลักของแบตเตอรี่วานาเดียมรีดอกซ์ก็คือว่า มันสามารถนำเสนอความจุเกือบจะไม่ จำกัด เพียงโดยใช้ถังเก็บขนาดใหญ่และขนาดใหญ่ก็สามารถปล่อยประจุเป็นเวลานานโดยไม่มีผลร้ายก็สามารถชาร์จได้ง่ายๆโดยการแทนที่อิเล็กโทรไลหากไม่มีแหล่งพลังงานที่มีอยู่เพื่อเรียกเก็บเงินและถ้า อิบังเอิญผสมแบตเตอรี่ได้รับความทุกข์ไม่มีความเสียหายถาวร ข้อเสียที่สำคัญด้วยเทคโนโลยีอกซ์วานาเดียมเป็นพลังงานต่อปริมาณอัตราส่วนที่ค่อนข้างยากจนและความยากลำบากในการจัดเก็บและการจัดการปริมาณมากของ (ค่อนข้างกัดกร่อน) อิเล็กโทรไลของเหลว.

แบตเตอรี่อกซ์วาเนเดียมประกอบด้วยเซลล์พลังงานที่สองอิเล็กโทรไลมี เก็บแยกจากกันโดยเมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออนค่อนข้างพลุกพล่านทั้งอิวานาเดียมมีตาม อิในเชิงบวกครึ่งเซลล์มี VO2 + และ VO2 + ไอออนอิเล็กโทรไลในเชิงลบครึ่งเซลล์ V3 + และ V2 + ไอออน อิเล็กนี้จะถูกจัดเตรียมโดยทั่วไป electrolytically ละลายวาเนเดียม pentoxide (V2O5) กรดซัลฟูริก (H2SO4) และวิธีการแก้ปัญหาที่ยังคงกรดในการใช้งาน.

มันควรจะตั้งข้อสังเกตว่าพลังแห่งชาติในสหราชอาณาจักรนอกจากนี้ยังมีการพัฒนาแบตเตอรี่ไหลอกซ์ แต่อย่างหนึ่งที่เป็น ขึ้นอยู่กับการใช้งานของสองโซลูชั่นที่แตกต่างกันมากคนหนึ่งของโซเดียมซัลไฟด์และโซเดียมโบรไมด์ ในขณะที่ระบบนี้จะปรากฏขึ้นเพื่อให้ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นก็ไม่ดำเนินการปัญหาเพิ่มเติมตามการปนเปื้อนของอิเล็กโทรไลเป็นอันตรายต่อแบตเตอรี่.

ในแบตเตอรี่ไหลวานาเดียมทั้งเซลล์ครึ่งมีการเชื่อมต่อนอกจากนี้ยังถังเก็บและปั๊มเพื่อให้ปริมาณมาก อิเล็กโทรไลที่สามารถแพร่สะพัดไปทั่วเซลล์ การไหลเวียนของอิเล็กโทรไลของเหลวนี้จะค่อนข้างยุ่งยากและไม่ จำกัด การใช้งานของแบตเตอรี่ไหลวานาเดียมในการใช้งานโทรศัพท์มือถือที่มีประสิทธิภาพหน่วงเหนี่ยวหรือกักขังพวกเขาที่จะติดตั้งคงที่มีขนาดใหญ่ถึงแม้จะมี บริษัท หนึ่งมุ่งเน้นไปที่การใช้งานรถยนต์ไฟฟ้าที่ทดแทนอย่างรวดเร็วของอิเล็กจะใช้ในการเติมเชื้อเพลิง แบตเตอรี่.

เมื่อแบตเตอรี่วานาเดียมเป็นค่าใช้จ่ายที่ VO2 + ไอออนบวกครึ่งหนึ่งเซลล์จะถูกแปลงเป็น VO2 + ไอออนเมื่ออิเล็กตรอนจะถูกลบออกจากขั้วบวกของแบตเตอรี่ ในทำนองเดียวกันในเชิงลบครึ่งเซลล์อิเล็กตรอนจะนำมาแปลง V3 + ไอออนเข้า V2 + ในระหว่างการปล่อยกระบวนการนี้จะถูกกลับรายการและผลในแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดปกติ 1.40 V ที่ 25 ° C.

คุณสมบัติที่มีประโยชน์อื่น ๆ ของแบตเตอรี่ไหลวานาเดียมที่มีการตอบสนองที่รวดเร็วมากของพวกเขาเพื่อเปลี่ยนโหลดและขีดความสามารถในการโอเวอร์โหลดขนาดใหญ่มากของพวกเขา การศึกษาจากมหาวิทยาลัยนิวเซาธ์เวลส์ได้แสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถบรรลุเวลาตอบสนองของครึ่งมิลลิวินาทีสำหรับการเปลี่ยนแปลงที่โหลด 100% และได้รับอนุญาตให้ทับถมมากที่สุดเท่าที่ 400% เป็นเวลา 10 วินาที.

การใช้งาน Electriclal

จุขนาดใหญ่มากที่สุดจาก วานาเดียมรีดอกซ์แบตเตอรี่ทำให้พวกเขาเหมาะที่จะใช้ในการใช้งานการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่เช่นช่วยในการออกเฉลี่ยการผลิตของแหล่งที่มาของการสร้างตัวแปรเช่นลมหรือพลังงานแสงอาทิตย์หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่จะช่วยรับมือกับไฟกระชากในความต้องการที่มีขนาดใหญ่ . เวลาการตอบสนองของพวกเขาอย่างรวดเร็วมากนอกจากนี้ยังทำให้พวกเขาอย่างดีเยี่ยมเหมาะกับการใช้งานประเภท UPS ที่พวกเขาสามารถนำมาใช้แทนแบตเตอรี่ตะกั่วกรดและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลแม้จะ

ติดตั้งในปัจจุบันแบตเตอรี่วานาเดียมรวมถึง

ระบบ 1.5MW UPS ในโรงงานผลิตเซมิคอนดักเตอร์ในประเทศญี่ปุ่น

แบบ balancer การส่งออก 275 กิโลวัตต์ในการใช้งานในโครงการพลังงานลมใน Tomari ลม Hills ฮอกไกโด

200 กิโลวัตต์ 800kWh leveler เอาท์พุทในการใช้งานที่ฮักซ์ลีย์ฮิลล์ฟาร์มบนเกาะราชาแทสมาเนีย

250 กิโลวัตต์ 2MWh โหลด leveler ในการใช้งานที่ปราสาท วัลเลย์, ยูทาห์

บทความภายนอกและการอ้างอิง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

วาเนเดียมแบตเตอรี่ ( หรือแบตเตอรี่ไฟฟ้าที่ไหลรีดอกซ์ ) ใช้ประโยชน์จากความสามารถของวานาเดียมที่มีอยู่ใน 4 รัฐออกซิเดชันต่างกันและใช้มันเพื่อให้แบตเตอรี่ที่มีเพียงหนึ่งอิเล็กโทรเคมีแทนประโยชน์หลักของวานาเดียมไฟฟ้าแบตเตอรี่ที่สามารถให้ความจุเกือบไม่ จำกัด เพียงโดยใช้ ถังเก็บขนาดใหญ่และขนาดใหญ่ มันสามารถด้านซ้ายทั้งหมดออกจากโรงพยาบาลเป็นเวลานาน ด้วยลักษณะพิเศษที่ไม่ป่วยก็สามารถชาร์จได้ง่ายๆโดยการเปลี่ยนสารละลายอิเล็กโทรไลต์ถ้าไม่มีแหล่งพลังงานก็สามารถชาร์จได้ และถ้าเป็นผสมบังเอิญแบตจะไม่มีความเสียหายถาวร . ข้อเสียหลักด้วยเทคโนโลยีรีดอกซ์ วานาเดียมเป็นพลังงานที่ค่อนข้างยากจนต่อปริมาณ และความยากง่ายในการจัดเก็บและจัดการปริมาณมากของ ( กัดกร่อนค่อนข้าง ) เป็นของเหลวเป็นแบตเตอรี่วานาเดียมไฟฟ้าประกอบด้วยเซลล์พลังงานที่ถูกเก็บไว้แยกเป็นสองโดยการแลกเปลี่ยนไอออนเมมเบรน ค่อนข้างวุ่นวาย ทั้งไลท์เป็นพืชตาม อิเล็กโทรไลต์ในเซลล์ครึ่งบวกมีการใช้ออกซิเจนและการใช้ออกซิเจนไอออน อิเล็กโทรไลต์ในเซลล์ลบครึ่งหนึ่ง , V3 + V2 + ไอออน ไลท์นี้มักจะเตรียมโดยละลายวาเนเดียม pentoxide electrolytically ���ในกรด กำมะถัน ( กรดซัลฟิวริก ) และโซลูชั่นยังคงเป็นอย่างยิ่ง ในการใช้มันควรจะสังเกตว่าพลังงานของประเทศในสหราชอาณาจักรยังพัฒนาไฟฟ้าแบตเตอรี่ไหล แต่ที่ขึ้นอยู่กับการใช้โซลูชั่นที่แตกต่างกันมาก หนึ่งของซัลไฟด์ โซเดียมและโซเดียมโบรไมด์ . ในขณะที่ระบบนี้จะปรากฏขึ้นเพื่อให้ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นมันมีปัญหาเพิ่มเติมเป็นสารปนเปื้อนของอิเล็กโทรไลต์คือทำลายแบตเตอรี่ในแบตเตอรี่ไหล วาเนเดียม เซลล์ทั้งครึ่งและเชื่อมต่อกับถังเก็บและปั๊มเพื่อให้ขนาดใหญ่มากปริมาณอิเล็กโทรไลต์สามารถหมุนเวียนผ่านเซลล์ นี้การไหลเวียนของอิเล็กโทรของเหลว ค่อนข้างยุ่งยาก และไม่ จำกัด การใช้แบตเตอรี่วานาเดียมในการใช้งานโทรศัพท์มือถือได้อย่างมีประสิทธิภาพ confining พวกเขาติดตั้งถาวรขนาดใหญ่ แม้จะมี บริษัท ที่เน้นการใช้งานรถยนต์ไฟฟ้าที่เปลี่ยนอย่างรวดเร็วของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้เติมพลังแบตเตอรี่เมื่อชาร์จแบตเตอรี่วานาเดียม , การใช้ออกซิเจนไอออนในครึ่งเซลล์บวกจะแปลงการใช้ออกซิเจนไอออน เมื่ออิเล็กตรอนจะถูกลบออกจากขั้วบวกของแบตเตอรี่ ในทำนองเดียวกันในเซลล์ครึ่งลบ อิเล็กตรอนจะแนะนำแปลง V3 + ไอออนเป็น V2 + ในระหว่างกระบวนการจำหน่ายนี้จะกลับและผลในแรงดันเปิดวงจรปกติของปี 5 ที่อุณหภูมิ 25 องศาคุณสมบัติที่มีประโยชน์อื่น ๆของแบตเตอรี่ไหลวานาเดียมตอบสนองอย่างรวดเร็วของโหลดการเปลี่ยนแปลงและความสามารถเกินพิกัดที่ใหญ่มากของพวกเขา การศึกษาโดยมหาวิทยาลัยแห่งรัฐนิวเซาท์เวลส์ของออสเตรเลียได้แสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถบรรลุเวลาการตอบสนองจากใต้ครึ่งเสี้ยววินาทีเพื่อเปลี่ยนโหลด 100% และได้รับการอนุญาต overloads เท่าที่ 400 % เป็นเวลา 10 วินาทีโปรแกรม electriclalความจุใหญ่มากที่สุดจากแบตเตอรี่วานาเดียมไฟฟ้าให้เหมาะกับการใช้งานที่เก็บพลังงานขนาดใหญ่ เช่น ช่วยเฉลี่ยการผลิตตัวแปรอย่างสูงรุ่นแหล่งเช่นลมหรือพลังงานแสงอาทิตย์ หรือ เพื่อช่วยรับมือกับคลื่นไฟฟ้าขนาดใหญ่ในความต้องการ เวลาการตอบสนองอย่างรวดเร็วมากของพวกเขายังทำให้พวกเขาที่เหมาะกับประเภทการใช้งาน UPS , ที่พวกเขาสามารถใช้เพื่อแทนที่แบตเตอรี่กรดตะกั่วและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลด้วยซ้ำขณะนี้การติดตั้งแบตเตอรี่วานาเดียม ได้แก่ :เป็น 1.5mw UPS ระบบในการผลิตสารกึ่งตัวนำโรงงานในญี่ปุ่นมี 275 กิโลวัตต์ออกสมดุลใช้พลังงานลมโครงการใน Tomari ลมภูเขาของฮอกไกโด200 กิโลวัตต์ 800kwh ผลผลิต leveler ใช้ในฟาร์มลมฮักซ์ลีย์เนินเขาบนเกาะคิง ทัสเมเนีย250 กิโลวัตต์ 2mwh โหลด leveler ใช้ในหุบเขาปราสาทยูทาห์บทความและการอ้างอิงภายนอก