由于對安全儲能系統的需求不斷增加，釩氧化還原液流電池受到了廣泛關注。 通常，V
2O
5 用于制備 V 電解液，但從 V 浸出液合成 V
2O
5 會導致顯著的環境影響，并且需要復雜的順序還原過程來制備 V 電解液。 為了可持續生產 V 電解液，我們通過使用肼 (N
2H
4) 作為還原劑的還原沉淀工藝直接從 V 浸出液中回收 VO(OH)
2，并使用 VO(OH)
2 制備 V 電解液。 當 V 濃度為 1 M 時，V 回收效率的最佳條件是 N
2H
4/V 比為 1、pH 為 4、反應時間為 3 h。 還研究了 NaVO
3 溶液中共存離子（Na、Mg、K、Fe 和 Al）的影響。 K 對 V 回收效率的不利影響最大，并且 Fe 和 Al 雜質沒有通過洗滌過程從回收的 V 化合物中去除。 使用回收的 VO(OH)
2 制備 V 電解質，并對其充放電性能進行評估，結果顯示在恒定電流密度下具有高電壓效率（平均約為 90.15%）和能量效率（平均約為 86.79%） 50 毫安/平方厘米。 這些結果表明，直接使用 VO(OH)
2 制備 V 電解質是一種簡單且具有成本效益的工藝。
圖 1工藝流程圖。
圖 2. 平衡 (a) V(V) 和 (b) V(IV) 物種根據溶液 pH (HSC 7.0) 建模和 (c) 從 NaVO3 溶液中制造含有 V(IV) 的硫酸鹽溶液的圖片。
圖 3. pH (a)、肼/V 比 (b)、初始 V 濃度 (c) 和反應溫度 (d) 對 V 回收效率的影響。
圖 4. 在不同 pH 值下回收的顆粒的紫外可見光譜 (a) 和 SEM 圖像 (b)。
圖 5. 在 pH 4 下回收的 V 化合物的 XRD 光譜 (a)、XPS 光譜 (b)、FTIR 光譜 (c) 和 TGA-DTA 數據 (d)。(b) 的插圖顯示了 O 1s 的解卷積 XPS 光譜 核心層面。
圖 6 Na、K、Ca、Mg、Al 和 Fe 離子對 V 回收效率的影響（[V] = 1，N
2H
4/V = 1，pH 4，25 °C，12 小時）（a），累積 V 損失 連續洗滌過程中的V沉淀物（b），根據洗滌次數，V沉淀物中的V（c）和雜質（d）含量。
圖 6. 樣品和參比電解質在不同電流密度下的 VRFB 電池性能：(a) CE、(b) VE 和 (c) EE。
圖 7. 樣品電解質和參比電解質在恒定電流密度 (50 mA/cm
2) 下的 VRFB 電池性能：(a) 容量，(b) CE，(c) VE，和 (d) EE，100 次循環。
相關研究成果由韓國地球科學與礦產資源研究所In-Su Park和忠北國立大學Hye-Jin Hong等人2022年發表在ACS Sustainable Chemistry & Engineering (https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.2c01817)上。原文：Precipitation Recovery of VO(OH)2 from Sodium Metavanadate Solution and Its Application in a Vanadium Redox Flow Battery。
轉自《石墨烯研究》公眾號
