一种铁溶解液制造技术

本发明专利技术属于液流电池技术领域，更具体地，涉及一种铁溶解液

【技术实现步骤摘要】
一种铁溶解液、其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于液流电池
，具体地，涉及一种铁溶解液
、
其制备方法和应用；更具体地，涉及一种铁溶解液
、
其制备方法及其在碱性液流电池负极电解液中的应用
。

技术介绍

[0002]新能源的使用是实现目标的必然要求
。
而太阳能
、
风能
、
地热能等各式各样的新能源都无可避免地具有间歇性
、
波动性的特点，并不能直接并入电网使用
。
为此，需要使用储能技术将新能源所产电能进行储存，然后并网进行稳定输出，实现对电能供给的削峰填谷
。
在众多储能技术当中，电化学储能具有效率高
、
响应及时
、
不受地理环境影响等优点
。
其中，水系液流电池体系更是兼顾安全性
、
长循环稳定性以及容量与功率解耦的优点，是大规模电化学储能的理想选择
。
目前，全钒液流电池体系被研究得最为成熟，并已用于建立示范储能电站
。
然而钒原料因来源受限导致其价格高昂，使其难以实现大规模商业储能
。
近年来，以铁作为电活性物质的全铁液流电池受到了广泛关注
。
[0003]专利文献
CN113764714A
公开了一种碱性全铁液流电池，其中，其负极电解液中含有铁离子与双
(2
‑
羟乙基
)
>氨基
(
三羟甲基
)
甲烷或3‑
[N
‑
N
‑
双
(2
‑
羟乙基
)
氨基
]‑2‑
羟基丙磺酸形成的络合物，负极电活性物质最高浓度只有
1 mol/L。
较低的电活性物质溶解度，将限制电池的能量密度
。
究其原因，在于其使用铁源为硫酸铁
、
氯化铁
、
硝酸铁
、
硫酸亚铁
、
氯化亚铁
、
硝酸亚铁中的一种或两种以上
。
额外引入对电池性能毫无贡献的硫酸根
、
氯离子
、
硝酸根离子将带来极大的盐析效应，从而减低活性物质在水中的溶解度
。
[0004]专利文献
CN116259810A
公开了一种用于碱性全铁液流电池的负极电解液及其制备方法
。
总铁浓度能达到
2.0 mol/L。
其所用铁盐为硫酸铁
、
氯化铁
、
硝酸铁
、
甲酸铁
、
醋酸铁或碳酸铁中的一种或多种
。
毫无疑问，使用以上铁源同样会引入强烈的盐析效应阻碍活性物质的溶解
。
[0005]如何大幅度提升铁活性物质在水溶液中的溶解度，从而提高液流电池的能量密度，是目前亟需解决的技术问题
。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种铁溶解液
、
其制备方法及其在碱性液流电池负极电解液中的应用，以解决现有技术碱性液流电池负极电解液铁活性物质在水溶液中的浓度低
、
导致液流电池能量密度低等的技术问题
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种铁溶解液，其为将铁氧化物在碱性环境中溶解于多羟基络合试剂中得到
。
[0008]优选地，所述铁氧化物为羟基氧化铁
、
α
‑
氧化铁
、
γ
‑
氧化铁
、
四氧化三铁
、
氧化亚铁中的一种或多种
。
[0009]优选地，所述多羟基络合试剂为三乙醇胺
、
三异丙醇胺
、
双
(2
‑
羟乙基
)
氨基
(
三羟甲基
)
甲烷和3‑
[N
‑
N
‑
双
(2
‑
羟乙基
)
氨基
]‑2‑
羟基丙磺酸中的一种或多种
。
[0010]优选地，所述多羟基络合试剂与铁氧化物中铁元素的摩尔比为（1～
1.5
）
:1
；所述碱性环境为碱性组分溶解于水中得到的碱液，其
pH
大于或等于
12
；所述碱性组分为氢氧化锂
、
氢氧化钠
、
氢氧化钾中的一种或多种；所述碱性组分与铁氧化物中铁元素的摩尔比为（1～
1.5
）
:1。
[0011]按照本专利技术的另一个方面，提供了一种所述铁溶解液的制备方法，包括如下步骤：（1）将碱性组分溶解于水中得到碱液；（2）将铁氧化物与步骤（1）所述碱液混合，加热搅拌，使得铁氧化物充分分散并在碱性条件下进行活化，得到碱液活化后的铁氧化物；（3）将多羟基络合试剂与步骤（2）所述碱液活化后的铁氧化物混合加热搅拌，使所述多羟基络合试剂溶解，得到混合液；（4）将步骤（3）所述混合液持续加热搅拌得到所述铁溶解液
。
[0012]优选地，步骤（2）所述加热搅拌具体为，加热至
65
～
95℃
，搅拌
10
～
20
分钟，搅拌转速
400
～
600
转
/
分
。
[0013]优选地，步骤（3）所述加热搅拌具体为：加热至
65
～
95℃
，搅拌
60
～
120
分钟，搅拌转速
400
～
600
转
/
分；步骤（4）所述持续加热搅拌具体为：加热至
65
～
95℃
，搅拌
480
分钟或以上，搅拌转速
400
～
600
转
/
分
。
[0014]按照本专利技术的另一个方面，提供了一种所述铁溶解液在制备碱性液流电池负极电解液中的应用
。
[0015]优选地，以所述铁溶解液为原液，使用蒸馏水稀释至
0.1
～
3 mol/L
，即可作为碱性液流电池的负极电解液使用
。
[0016]按照本专利技术的另一个方面，提供了一种碱性液流电池负极电解液，包含所述铁溶解液，其中铁离子的浓度为
0.1
～
3 mol/L。
[0017]按照本专利技术的另一个方面，提供了一种碱性液流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种铁溶解液，其特征在于，其为将铁氧化物在碱性环境中溶解于多羟基络合试剂中得到
。2.
如权利要求1所述的铁溶解液，其特征在于，所述铁氧化物为羟基氧化铁
、
α
‑
氧化铁
、
γ
‑
氧化铁
、
四氧化三铁
、
氧化亚铁中的一种或多种
。3.
如权利要求1所述的铁溶解液，其特征在于，所述多羟基络合试剂为三乙醇胺
、
三异丙醇胺
、
双
(2
‑
羟乙基
)
氨基
(
三羟甲基
)
甲烷和3‑
[N
‑
N
‑
双
(2
‑
羟乙基
)
氨基
]
‑2‑
羟基丙磺酸中的一种或多种
。4.
如权利要求1所述的铁溶解液，其特征在于，所述多羟基络合试剂与铁氧化物中铁元素的摩尔比为（1～
1.5
）
:1
；所述碱性环境为碱性组分溶解于水中得到的碱液，其
pH
大于或等于
12
；所述碱性组分为氢氧化锂
、
氢氧化钠
、
氢氧化钾中的一种或多种；所述碱性组分与铁氧化物中铁元素的摩尔比为（1～
1.5
）
:1。5.
如权利要求1至4任一项所述铁溶解液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将碱性组分溶解于水中得到碱液；（2）将铁氧化物与步骤（1）所述碱液混合，...

【专利技术属性】
技术研发人员：段将将，郭锦华，汪林锋，刘沛，孟锦涛，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：