一种用于钒电解液价态调节的电解还原方法技术

本发明专利技术公开了一种用于钒电解液价态调节的电解还原方法，所述的方法以氢气的氧化反应为阳极反应，以钒离子的还原反应为阴极反应，以硫酸水溶液为电解液进行电解，将4价或5价钒电解液调节到3价。本发明专利技术以氢气氧化反应为阳极反应，优选膜电极或气体扩散电极为阳极，不使用氧化铱阳极，有效降低了阳极上贵金属成本(降低至1/8～1/40)；电解电压下降～1.5V左右(与氧化铱阳极对比)。本发明专利技术不仅可采用隔膜方式进行(阳极液可长期使用)，而且还可以无隔膜方式进行，可显著提高电流效率(8.9％～28.4％)和降低电解能耗(大于70％)。

【技术实现步骤摘要】

(一)本专利技术涉及一种用于钒电解液价态调节的电解还原方法，属于电解合成领域，具体为以氢气的氧化反应为阳极反应，以钒离子的还原反应为阴极反应的用于钒电解液价态调节的电解还原方法。

技术介绍

0、(二)
技术介绍

1、全钒液流电池是一种以钒为活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池。该电池的初始电解液为含3价和4价钒离子(3价和4价钒离子浓度接近)的硫酸水溶液，或者含3价和4价钒离子的硫酸水溶液分别作为负极室和正极室的初始电解液。电解还原方法是钒电解液价态调节(通常是从5价或者4价还原到3价)的重要方法，具有高效、准确等优点。目前工业上，用于钒电解液价态调节的电解还原方法主要使用析氧反应为辅助反应。众所周知，氧化铱阳极(通常是钛镀氧化铱电极)是最好的析氧阳极，不仅析氧过电位很低而且性能非常稳定。因此，用于钒电解液价态调节的电解还原方法普遍采用氧化铱阳极。氧化铱阳极的寿命与电极上的铱含量基本呈正比关系，10克/平方米铱含量的氧化铱电极在1000a/m2电流密度下，使用寿命可达2年左右。因此，氧化铱阳极的损耗是用于钒电解液价态调节的电解还原方法的主要成本之本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于钒电解液价态调节的电解还原方法，其特征在于，所述的方法以氢气的氧化反应为阳极反应，以钒离子的还原反应为阴极反应，以硫酸水溶液为电解液进行电解，将电解液中5价或4价钒还原成3价钒。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阳极反应发生在气体扩散电极或者膜电极上；所述阴极反应发生在碳素材料上。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述碳素材料包括石墨片、碳纸、碳布、泡沫玻碳、碳毡、石墨毡。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述气体扩散电极由气体扩散层和催化层组成，所述气体扩散层为多孔的碳素或者金属材料，所述碳素材料为碳纸、碳布、...

【技术特征摘要】

1.一种用于钒电解液价态调节的电解还原方法，其特征在于，所述的方法以氢气的氧化反应为阳极反应，以钒离子的还原反应为阴极反应，以硫酸水溶液为电解液进行电解，将电解液中5价或4价钒还原成3价钒。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阳极反应发生在气体扩散电极或者膜电极上；所述阴极反应发生在碳素材料上。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述碳素材料包括石墨片、碳纸、碳布、泡沫玻碳、碳毡、石墨毡。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述气体扩散电极由气体扩散层和催化层组成，所述气体扩散层为多孔的碳素或者金属材料，所述碳素材料为碳纸、碳布、石墨毡、碳毡或碳泡沫，所述金属材料为钛或银；所述催化层由铂碳或钯碳催化剂和粘结剂组成，所述粘结剂为聚四氟乙烯树脂或者nafion树脂或者两者的混合物；所述气体扩散电极中铂或钯载量为0.1～0.5mg/cm2。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述膜电极由气体扩散层、催化层和阳离子膜组成，催化层位于气体扩散层和阳离子膜之间；所述气体扩散层为多孔的碳素或者金属材料，所述碳素材料为碳纸、碳布、石墨毡、碳毡或碳泡沫，所述金属材料为钛或银；所述催化层由铂碳或钯碳催化剂和粘结剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐颖华，鲁少卿，许浩亮，储诚普，程沛沛，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：