《多 硫 化 钠.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《多 硫 化 钠.ppt（14页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、多多 硫硫 化化 钠钠/溴溴（PSB)液液 流流 电电 池池0507120610 0507120610 吴吉林吴吉林目录多硫化钠多硫化钠/溴液流电池结构和工作原理溴液流电池结构和工作原理PSB技术发展历程及现状技术发展历程及现状正负极电极材料与隔膜的研究正负极电极材料与隔膜的研究多硫化钠多硫化钠/溴电池的优缺点及总结溴电池的优缺点及总结1.1、液流电池的结构与组成1.2、电池的工作原理正极:溴化钠水溶液负极:多硫化钠水溶液放电时，正极反应：Br2+2Na+2e2NaBr 负极反应：(x+1)Na2Sx-2e-2Na+xNa2Sx+1为保持溶液的电中性,钠离子通过阳离子交换膜在阴，阳极电解液中转
2、移。正、负极反应的标准电极电位分别为+1.061.09 V和-0.480.52V，因此该体系的标准电动势为1.541.61 V。PS-Br电池的工作原理2.PSB技术发展历程及现状1984年，美国人Remick发明多硫化钠/溴电池上世纪90年代初，英国Innogy公司开始开发这种电池，已经成功开发出5kw，20kw，100kw 3个系列电堆。该电池技术进入商业化示范阶段。该公司已经在美国英国建造规模120MWh/12MW储能电站。在国内，中国科学院大连化物所率先开展多硫化钠/溴液流储能电池的研究开发工作，研制出高 效催化剂以及廉价电极材料，制备了化学性质稳定的电解液，成功开发出百瓦级和千瓦级电
3、堆。PSB储能电池虽然进入商业化阶段，但还有很多问题需要解决。1.目前使用的Nafion膜还不能有效地阻止阴离子互串，因而会容量和性能的衰减。2.正极的Br有毒性，而且有腐蚀性，负极的多硫化钠也容易对壳体造成腐蚀消耗活性物质，降低容量。3.缺乏性能高效的稳定电极催化剂。3.正负极电极材料及隔膜的研究 电极材材料需对正负极电化学反应有较高活性，降低电极反应过电位，以提高充放电循环过程电压效率。还应该耐腐蚀，导电性良好，有一定机械强度。电极一般分为流通性和流经型。流通型通常称为三维电极，孔隙率较大。流经型孔隙率一般较小。3.1.正极材料贵金属如Pt等：价格昂贵，不利于商业化。活性炭：电极电阻大，孔
4、隙率较低。耐腐蚀的廉价材料，如碳毡，碳布，活性炭颗粒。来源丰富，价格低，孔隙率大，具有典型的三维立体结构。如何通过表面改性提高毡类电极的电化学活性是值得探讨的问题。3.2负极材料金属硫化物，如CoS,NiS等，NiS是将镍箔加热至400，然后在惰性气氛中与H2S反应20min制得.碳材料，如Hodes 等提出 了一种载有钴或镍的碳粉的聚四氟乙烯粘接式催化电极。金属硫化物和碳复合材料：Clakr等人提出制备内含催化剂的玻璃炭，得到具有催化活性和导电性优良的电极材料。用它直接做电极或者修饰电极表面，在PSB中表现出很高的电化学活性，但这种材料机械性能差。几种催化性能比较高效的电极材料Hodes 等
5、将高比表面碳粉浸入金属盐及 Teflon 乳液中,然后在惰性气氛下于 300 烧结,再在 S/溶液中电解还原,制得载有Co或Ni的碳催化电极。Licht等提出了薄片硫化钴催化电极,在多硫化钠电解液中测试其过电位小于2 mV。美国国家电力公司将铜粉或硫酸铜溶液加入多硫化钠阳极电解液中,两者在电解液中反应形成 CuS 悬浮状催化剂,使 PSB 单电池的电压效率从 57%提高到 71%3.3隔膜 采用Nafion膜作为阳离子交换膜，将氢型膜转化为钠型膜预处理：将膜放入H202中水浴加热1h，去有机杂质。再放入H2SO4溶液中水浴加热1h，去无机杂质。最后放在NaOH溶液中水浴加热2h，将膜转化为钠型
6、。由于Nafion膜还是会有阴离子互串现象以至电解液交叉污染，美国国家电力公司在 Nafion 膜的两侧通过化学方法分别形成银,钨或钼的不溶性溴化物和硫化物,减少了正,负极电解液中阴离子的互渗现象。后来通过提高膜中间的不溶性盐的均匀性和饱和度，使膜兼具低电阻和高阳离子选择性。英国 Innogy 公司 通过使用具有较大尺寸的离子基团部分置换膜中的酸基团,发现电池负极电解液中的含硫离子向正极电解液扩散量明显降低,提高了电池的充放电效率与运行稳定性.4.多硫化钠/溴电池的优缺点及总结优点：l容量取决于电解质体积，浓度；功率取决于电堆大小。l无传统二次电池复杂固相变化，理论寿命长。l充放电性能好，可深度放电（接近100%），基本无自放电。l价格低廉，材料来源丰富。缺点：缺点：有关阳离子交换膜及高稳定性催化电极材料技术不够完善。总结 与其他液流电池相比,多硫化钠/溴电池电解液便宜,非常适合大容量规模化蓄电储能,但 PSB 的真正商业化还需在高选择性、低成本、耐久性好的离子交换膜材料,高稳定性的电极材料,电极及电堆结构优化设计和密封材料及技术等方面取得突破,尤其需要首先在相关领域的应用基础研究方面取得突破！The end,thank you!