ساختار شیمی ردوکس باتری جریانی تمام آهن ردوکس مبتنی بر جفت آهن (II) کلرید / آهن (III) کلرید در الکترود مثبت و جفت آهن (II) کلرید / آهن فلزی در الکترود منفی است.

ساختار شیمی ردوکس باتری جریانی تمام آهن ردوکس مبتنی بر جفت آهن (II) کلرید / آهن (III) کلرید در الکترود مثبت و جفت آهن (II) کلرید / آهن فلزی در الکترود منفی است. هنگام تخلیه باتری، آهن (III) کلرید به آهن (II) کلرید  در الکترود مثبت کاهش می یابد. در الکترود منفی، آهن فلزی به عنوان آهن (II) کلرید در الکترولیت حل می شود. این فرایندها هنگام شارژ باتری معکوس می شوند. یک باتری قابل شارژ جریانی تمام آهن با قابلیت شارژ با ولتاژ سلول اسمی ۱٫۲۱ ولت و انرژی خاص نظری ۱۷۰ وات ساعت / کیلوگرم ، یک سیستم ذخیره انرژی کم هزینه، بادوام و سازگار با محیط زیست برای برنامه های بزرگ است.

به تازگی، محققان نشان داده اند که یک پیکربندی جدید از باتری جریانی تمام آهن ردوکس با استفاده از جداکننده غشاء تبادل آنیون (AEM) ذخیره انرژی در مقیاس بزرگ را میسر می کند. جداکننده غشاء تبادل آنیون انتقال یونهای کلرید را بین طرفهای مثبت و منفی سلول بدون اختلاط الکترولیتهای مثبت و منفی تسهیل می کند. بنابراین، می توان از تخلیه بار ناشی از انتقال یون های آهن در غشاء جلوگیری کرد.

امروزه مهمترین مانع برای استقرار تجاری این فناوری، واكنش رقابتی هیدروژن (HER) در الكترود منفی در طی فرایند شارژ است. واكنش رقابتی هیدروژن باعث کاهش راندمان کولومبیک در طول چرخه می شود و به دلیل تغییر در ترکیب الکترولیت باعث از بین رفتن ظرفیت می شود. تمرکز ما دستیابی به ۱۰۰٪ راندمان کولومبی است. برای این منظور، با بودجه ارتش ایالات متحده، رویکردهای مختلفی را برای حل مشکل تکامل هیدروژن بررسی شده است. به طور خاص، تأثیر pH، افزودنی های الکترولیت، رسوب فلزات ثانویه، چگالی جریان و دما مورد بررسی قرار گرفته است. با بینش های اساسی به دست آمده در این رویکردها و پیشرفت در راندمان کولمبیک محققان معتقدند که باتری جریانی تمام آهن بر اساس کلرید آهن در آینده به ارائه یک مسیر جذاب برای ذخیره سازی انرژی الکتریکی در مقیاس بزرگ کمک خواهد نمود.

مركز پايش تحولات انرژی جهان

  • نویسنده : محمد کریمی