Pó de vanádio avançado produzido com materiais VRFB de última geração

Introdução

As baterias de fluxo redox de vanádio são um componente promissor do nosso futuro energético. Elas apresentam ciclo de vida longo e operação segura. Os pós de vanádio utilizados em nossos sistemas de bateria podem ser fabricados para melhorar o desempenho.

Fundamentos das baterias de fluxo redox de vanádio

As baterias de fluxo redox de vanádio usam eletrólitos líquidos. A bateria armazena energia na forma de íons de vanádio. Esses íons trocam seu estado de oxidação para armazenar ou liberar eletricidade. A bateria tem dois tanques conectados por meio de um sistema de fluxo. Quando um deles precisa de energia, o fluido passa por uma pilha de células onde a reação produz eletricidade.

A estrutura tem vários benefícios. As baterias são facilmente escalonáveis, aumentando o tamanho dos tanques. Elas apresentam baixos riscos de segurança porque os líquidos estão em um ambiente fechado. Em condições padrão, uma bateria de vanádio pode suportar mais de 10.000 ciclos. Elas são usadas em programas de armazenamento de rede em muitos países. As empresas geralmente dão exemplos de situações em que essas baterias estabilizam o fornecimento de energia renovável. O método é testado e comprovadamente seguro e eficaz.

Pó de vanádio como material de origem

O pó de vanádio também é uma parte essencial da produção dessas baterias. O pó é um material de origem para o eletrólito de vanádio. O pó estabelece a pureza e o desempenho da bateria final. Na maioria dos casos, o pó de vanádio de grau superior produz uma reação de bateria mais estável. Por exemplo, pesquisas mostram que o pó de vanádio com 99,5% de pureza melhorou a eficiência da bateria em comparação com pós de grau inferior.

No nível de fabricação, é utilizado minério de vanádio bruto, que é purificado em pó. Em seguida, o pó passa por um processamento adicional para atingir os estados de oxidação necessários para a reação da bateria. Um bom exemplo é a utilização do pentóxido de vanádio (V2O5), que é reduzido para gerar os estados de oxidação mais baixos. Em nossa pesquisa, métodos de purificação, como calcinação e redução, não são raros.

As evidências indicam que o tratamento do pó de vanádio com cuidado aumenta a área de superfície e a reatividade. O aumento da reatividade significa que as espécies de vanádio se moverão em taxas mais altas durante a descarga e a carga. Em casos práticos, relatórios laboratoriais de laboratórios de baterias mostraram maior eficiência em até 5% com pós de vanádio altamente otimizados. Essas evidências sugerem que os pós aprimorados afetam diretamente o desempenho geral da bateria.

Tipos de materiais avançados de pó de vanádio

Atualmente, são utilizados vários tipos de pó de vanádio, tanto os pós purificados quimicamente quanto os produzidos por meios físicos. Um deles é o pó de óxido de vanádio de alta pureza. Esse tipo de pó tem uma constituição química homogênea. Esses tipos de pós produzem reações consistentes na bateria. Geralmente são encontrados em grandes laboratórios de pesquisa.

Há outra forma, que é o pó de vanádio moído mecanicamente. A moagem mecânica quebra as partículas em uma extensão muito fina. Isso aumenta a área de superfície disponível para reações químicas. Em alguns exemplos do mundo real, esse pó fino aumentou as taxas de transmissão da reação. Isso tem implicações para o funcionamento da bateria em um grande número de ciclos.

Os aditivos são usados em determinados materiais de alta tecnologia. A forma e o tamanho das partículas são regulados pelo uso de aditivos. As partículas esféricas são responsáveis por um desempenho mais estável da bateria. Um exemplo específico em uma fábrica de baterias que é comparável a essa afirmou que a adição de aditivos nanoestruturados inibiu a aglomeração de partículas. Isso equivaleu a densidades de corrente mais altas quando usadas e a um desempenho mais estável da bateria.

Tanto os pós de vanádio criados quimicamente quanto os purificados mecanicamente são importantes. Ambos têm uma função específica para aprimorar as propriedades do eletrólito. O uso adequado seria determinado pelo que a aplicação exige e pela arquitetura do sistema de bateria. Em resumo, melhores pós significam melhores sistemas de vanádio.

Conclusão

Os novos materiais em pó de vanádio são uma grande promessa para a próxima geração de baterias de fluxo redox de vanádio. Eles ajudam a aprimorar as reações químicas que são cruciais para o armazenamento de energia. Pequenos passos adiante no processamento já estão proporcionando melhor desempenho e maior vida útil da bateria. Pequenos ajustes no pó obviamente fazem uma grande diferença.

Perguntas frequentes

F: Para que são usadas as baterias de fluxo redox de vanádio?

P: Elas são usadas em sistemas de armazenamento de energia e de energia de reserva em grande escala.

F: Por que a pureza do pó de vanádio é importante?

P: A alta pureza aumenta a estabilidade e a eficiência da bateria na descarga e na carga.

F: Qual é o aprimoramento da moagem mecânica?

P: Ela aumenta a área de superfície, o que aumenta a taxa de reação e o desempenho da bateria.