【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于液流电池领域，更具体地，涉及一种铬螯合物的正极电解液及液流电池。
技术介绍
1、目前，应用较为成熟的大规模电化学储能技术主要有锂离子电池和液流电池。其中液流电池技术具备独特优势：1）寿命长；2）安全性好；3）储能时长>4小时；4）可深度充放电。因此，液流电池是实现风/光新能源发电消纳并网的理想储能方案。
2、目前液流电池技术进展迅猛，其中以全钒液流电池和铁铬液流电池发展最为成熟，但二者同样作为酸性体系，不可避免存在着严重的析氢副反应问题。介于此，碱性液流电池体系由于其难以发生析氢副反应以及对金属材料友好等优势备受关注，目前铁铬液流电池得益于正负极可分别与络合物络合从而能够在近中性条件下工作运行，液流电池中正负极铁离子与铬离子都是在二价与三价之间转换，在酸性和中性条件下它们的电位都在水电解安全电压之内，但在碱性条件下铬螯合物和铁螯合物的电位大幅负移使得一方面铁螯合物难以作为正极使用，另一方面铬螯合物在二价与三价之间转换的电位严重超出析氢电位也难以作为负极使用。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种使用铬螯合物的正极电解液，其目的在于利用三价铬与六价铬之间的高氧化还原电位作为正极，同时通过多齿配体对铬离子的强螯合作用，大幅提升了三价铬与六价铬之间的电化学活性和可逆性，使其能够成为一种性能优异的碱性正极电解液，从而巧妙设计了一种碱性铬螯合物和铁螯合物液流电池。
2、为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提
3、所述多齿配位体具有氨基和/或次氮基以及羟基和/或羧基，且包括的氨基、次氮基、羟基以及羧基的数量之和为4或以上；
4、所述正极电解液的ph值大于等于13。
5、优选地，所述铬离子的浓度为0.1~2.5 mol/l。
6、作为进一步优选地，所述铬离子的浓度为0.5~2 mol/l。
7、优选地，所述多齿配体为三乙醇胺、三异丙醇胺、3-[n-n-双(2-羟乙基)氨基]-2-羟基丙磺酸、三(羟甲基)氨基甲烷、二(2-羟乙基)氨基三(羟甲基)甲烷、n,n,n'n'-四(2-羟乙基)乙二胺、n,n,n',n'-四(2-羟丙基)乙二胺中的一种或多种。
8、优选地，所述铬离子与所述多齿配体的比例为1:(1~3)。
9、作为进一步优选地，所述铬离子与所述多齿配体的比例为1:(1.5~2)。
10、优选地，所述正极电解液中oh－的浓度为0.5~2 mol/l。
11、按照本专利技术的另一方面，还提供了使用上述正极电解液的液流电池。
12、优选地，所述液流电池还包括ph值大于等于13的负极电解液，所述负极电解液包括三价和/或二价的铁离子及与其螯合的所述多齿配位体。
13、作为进一步优选地，所述负极电解液中，所述铁离子的浓度为0.1~2.5 mol/l。
14、作为更进一步优选地，所述负极电解液中，所述铁离子的浓度为0.5~1.5 mol/l。
15、作为进一步优选地，在所述负极电解液中，所述铁离子与所述多齿配位体的比例为1:(1~3)。
16、作为更进一步优选地，在所述负极电解液中，所述铁离子与所述多齿配位体的比例为1:(1.5~2)。
17、作为进一步优选地，所述负极电解液中oh－的浓度为0.5~2 mol/l。
18、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
19、1.本专利技术提供了一种液流电池的铬螯合物的正极电解液；通过多齿配体对铬离子的强螯合作用，大幅提升了三价铬与六价铬之间的电化学活性和可逆性，同时具备较高的氧化还原电势，使其能够作为一种碱性液流电池的正极电解液活性物质，弥补当前碱性液流电池中正极电解液只有铁氰化物的不足；
20、2. 本专利技术所提供的正极电解液中，可以分别通过对铬离子浓度和多齿配体种类进行优选调控从而实现对最终氧化还原活性、可逆性以及电位的调控；
21、3. 本专利技术提供了一种碱性铬螯合物和铁螯合物液流电池，这种液流电池正负极优选采用“不同金属、相同配体”的金属螯合物作为活性物质，这样一方面解决了现有酸性铁铬液流电池中较为严重的析氢问题，提高电池库伦效率，另一方面由于金属螯合物本身具有较大的微观尺寸因而难以穿过阳离子交换膜，极大缓解了传统非对称铁铬液流电池中正负极电解液交叉污染的问题。
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1.一种铬螯合物的正极电解液，其特征在于，包括三价和/或六价的铬离子及与其螯合的多齿配位体；
2. 如权利要求1所述的正极电解液，其特征在于，所述铬离子的浓度为0.1~2.5 mol/L。
3.如权利要求1所述的正极电解液，其特征在于，所述多齿配体为三乙醇胺、三异丙醇胺、3-[N-N-双(2-羟乙基)氨基]-2-羟基丙磺酸、三(羟甲基)氨基甲烷、二(2-羟乙基)氨基三(羟甲基)甲烷、N,N,N'N'-四(2-羟乙基)乙二胺、N,N,N',N'-四(2-羟丙基)乙二胺中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的正极电解液，其特征在于，所述铬离子与所述多齿配体的比例为1:(1~3)。
5. 如权利要求1所述的正极电解液，其特征在于，所述正极电解液中OH－的浓度为0.5~2 mol/L。
6.一种液流电池，其特征在于，包括如权利要求1-5中任意一项所述的正极电解液。
7.如权利要求6所述的液流电池，其特征在于，还包括PH值大于等于13的负极电解液，所述负极电解液包括三价和/或二价的铁离子及与其螯合的所述多齿配位体。p>
8. 如权利要求7所述的液流电池，其特征在于，所述负极电解液中，所述铁离子的浓度为0.1~2.5 mol/L。
9.如权利要求7所述的液流电池，其特征在于，在所述负极电解液中，所述铁离子与所述多齿配位体的比例为1:(1~3)。
10. 如权利要求7所述的液流电池，其特征在于，所述负极电解液中OH－的浓度为0.5~2mol/L。
...【技术特征摘要】
1.一种铬螯合物的正极电解液，其特征在于，包括三价和/或六价的铬离子及与其螯合的多齿配位体；
2. 如权利要求1所述的正极电解液，其特征在于，所述铬离子的浓度为0.1~2.5 mol/l。
3.如权利要求1所述的正极电解液，其特征在于，所述多齿配体为三乙醇胺、三异丙醇胺、3-[n-n-双(2-羟乙基)氨基]-2-羟基丙磺酸、三(羟甲基)氨基甲烷、二(2-羟乙基)氨基三(羟甲基)甲烷、n,n,n'n'-四(2-羟乙基)乙二胺、n,n,n',n'-四(2-羟丙基)乙二胺中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的正极电解液，其特征在于，所述铬离子与所述多齿配体的比例为1:(1~3)。
5. 如权利要求1所述的正极电解液，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：段将将，刘沛，郭锦华，汪林锋，孟锦涛，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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