Cr3+浓度对钒液流电池正极液的电化学性能影响

• 作者: 王贵欣 罗冬梅 罗春晖 赵强 闫康平 黄斐
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: 钒液流电池(VRB) Cr3+ 正极液 循环伏安法 电化学阻抗谱
• 年，卷（期）: 2012,（27）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 2653-2659
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1007/s11434-012-5302-0

摘要

电解液组成对钒液流电池(vanadium redox flow batteries,VRB)的电化学性能影响较大.本文采用循环伏安法(cyclic voltammetry,CV)和电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)研究了正极液中Cr3+浓度对V(Ⅴ )/V(Ⅳ)电对的电极过程的影响规律,发现Cr3+没有引发副反应,但影响反应活性、电极反应可逆性、钒离子扩散、界面膜阻抗和电极反应阻抗等电化学性能.实验结果表明,Cr3+在一定浓度范围内可以提高电极反应的可逆性和钒离子扩散,当Cr3+浓度由0增大至0.30 g L-1时,V(Ⅴ )/V(Ⅳ)电极反应可逆性增强,同时扩散阻抗降低,钒离子扩散系数由参照溶液中的(5.48～6.77)×10-7增大至(6.82～8.44)×10-7 cm2 s-1,提高了～24％,但是当浓度大于0.30 g L -1时,扩散阻抗增大,扩散系数降低,而界面、液膜和电荷转移等阻抗持续增大.因此,Cr3+在一定浓度范围内可以强化钒离子的扩散与传质过程,但是会增大液膜、界面和电荷转移等阻抗,并且浓度不超过0.10 g L-1时对电极反应过程影响不大,浓度不超过0.30 g L-1时对钒离子的扩散有利.