以Fe2+/Fe3+為正極活性物質(zhì)具有諸多優(yōu)勢(shì),如鐵的來源非常豐富,價(jià)格低廉,電極反應(yīng)速率快,無毒、環(huán)保、安全等,主要用于Fe/Cr液流電池內(nèi)。以Zn/Zn2+電對(duì)為負(fù)極活性物質(zhì)同樣具有諸多優(yōu)勢(shì),如鋅的來源也豐富,價(jià)格低廉,鋅負(fù)極具有較高的析氫過電位,電極反應(yīng)速率快速,能量密度高,電極電位較負(fù)。因此以Fe2+/Fe3+vs. Zn/Zn2+為活性物質(zhì)的Fe/Zn電池將綜合Fe/Cr電池和Zn/Zn2+作負(fù)極的優(yōu)勢(shì),同時(shí)避免了Cr2+/Cr3+用于負(fù)極液的不足,是一種成本低、安全、環(huán)保、無污染的液流電池。這些特點(diǎn)將為Fe/Zn電池的大范圍和大規(guī)模應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。本論文工作主要圍繞了Fe2+/Fe3+所在的正極液的特性和Fe/Zn電池的充放電循環(huán)性能展開了研究,具體內(nèi)容如下：比較了Fe2+/Fe3+電對(duì)在HCl、H2SO4和甲基磺酸三種介質(zhì)內(nèi)的電化學(xué)性能。結(jié)果表明,Fe2+/Fe3+電對(duì)在HCl介質(zhì)內(nèi)的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)優(yōu)于甲基磺酸和H2SO4介質(zhì)內(nèi)的。Fe2、Fe3+在HC1介質(zhì)內(nèi)的擴(kuò)散系數(shù)分別為3.732×10-6cm2·s-1、4.423×10-6cm2·s-1。組裝了Fe/Zn單電池,... 

【文章來源】：中南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

典型的單液流電池的原理圖

第一章緒論硫化鈉電池的原理如圖1-2所示，電池的理論電壓為1.36 V，是依據(jù)如下電化學(xué)反應(yīng)得到的：3Br—4 Brj—+2e-，E° = 1.09 Vvs. NHE。 (1-1)2S2" ^ Sf + It , E" = -0.265 V vs. NHEo (1-2)充電過程中，正極是溴離子氧化為溴單質(zhì)，進(jìn)而形成三溴離子；負(fù)極是可溶性的多硫化物還原為硫離子。放電時(shí)，硫離子是還原劑，而三溴離子是氧化劑。電池的開路電壓在1.50 V左右，這與活性物質(zhì)的活性有關(guān)。為防止硫離子與三溴離子直接反應(yīng)，正、負(fù)極電解液被陽離子選擇性膜隔開。鈉離子通過透過隔膜來實(shí)現(xiàn)電平衡報(bào)道中

V2+/V3+電對(duì)用于負(fù)極液內(nèi)；V4+/V5+電對(duì)用于正極液中，通常是以V02+和VOf的形式存在。全軌液流電池的原理如圖1-3所示，電池的標(biāo)準(zhǔn)開路電位為1.26 V。據(jù)報(bào)道,在2.0 mol_dm_3 VOSO4/2.5 mol dm"^ H2SO4的溶液內(nèi)，當(dāng)充電深度為50%時(shí)，開路電壓為1.35 V，充電深度達(dá)到100%時(shí)為1.60 V[36]。充放電過程反應(yīng)如下：V2+—v3++e-， E° = -0.26V vs. NHE, (1-3)+ H2O ^ VO2 + 2H^ + e", E?=1.00Vvs.NHEo (1-4)上世紀(jì)80年代到90年代間，全軌電池被Skyllas-Kazacos課題組和日本的工業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的研究[123>124]。2002年以來，全軌電池的研究與應(yīng)用已經(jīng)遍布全世界

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：2993052