液流电池的工作原理

　　1.

　　水系液流电池 在水系液流电池中,氧化还原活性物质溶解在水溶液里。因此,水系液流电池工作电位窗口一般很窄(小于2V)。水系液流电池最早被广泛研究,世界范围内有许多大型示范性电池系统。其中包括铁/铬液流电池、全钒液流电池、溴/多硫化物液流电池以及溴/醌液流电池等。

　　2.

　　非水系液流电池 水系液流电池由于水分解的影响,其电压很难达到2V。因此,非水系液流电池在最近几年得到了广泛研究。Matsuda等报道了第一个非水系的液流电池。这种电池利用钌的配合物,如[Ru(bpy)3]2+/3+作为活性物质,乙腈作为溶剂,电池电压达到2.60V。随后,特别在过去5年间,很多有机金属分子作为活性物质被应用在非水系液流电池中。虽然这类电池的电压较高,但它的能量密度严重受限于分子在有机溶剂里的溶解度,而其一般低于1mol/L。另外, 由于H+在非水体系中无法使用,在充放电时碱金属离。

　　液流电池是一种类型的电化学电池，其中化学能由两个化学成分提供溶解在液体中，其通过在系统上的膜的单独的侧泵送。

　　离子交换（伴随着电流的流动）通过膜发生，同时两种液体在各自的空间中循环。

　　电池电压由能斯特方程化学确定，在实际应用中，电压范围为1.0至2.43伏。

　　液流储能电池是一种新型、高效的电化学储能装置。电解质溶液（储能介质）存储在电池外部的电解液储罐中，电池内部正负极之间由离子交换膜分隔成彼此相互独立的两室（正极侧与负极侧），电池工作时正负极电解液由各自的送液泵强制通过各自反应室循环流动，参与电化学反应。

　　充电时电池外接电源，将电能转化为化学能，储存在电解质溶液中；放电时电池外接负载，将储存在电解质溶液中的化学能转化为电能，供负载使用。

　　液流电池在汽车的整个结构中起着发动机的用途，而不是我们常见的储能机制。正负两个电解液箱持续向流动电池供应燃料，流动电池在膜中进行氧化还原反应后出现电流。