電解液的質(zhì)量直接決定了全釩液流電池的儲(chǔ)電能力。為了降低全釩液流電池的生產(chǎn)成本,在國內(nèi)采用流動(dòng)型電解槽電解還原法,研究了采用相對(duì)廉價(jià)的五氧化二釩(V2O5)代替價(jià)格昂貴的(VOSO4)為原料制備全釩液流電池電解液的制備技術(shù);研究了陽極電極材料、電解電流密度等對(duì)制備電解液的影響因素;并通過循環(huán)伏安、交流阻抗和充放電測試分析和比較由兩種原料制備的電解液的電化學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:以Ru Ir/Ti為陽極,且多孔鉛板為陰極,3 mol·L-1 H2SO4為陽極電解液,1.5 mol·L-1 V2O5+3 mol·L-1 H2SO4粉末混合溶液為陰極電解液,40 m A·cm-2恒流電解得到的電解液不但具有良好的電化學(xué)活性和可逆性,且電流和電能損耗低,完全可以滿足全釩液流電池的工作需求。

該研究采用XRD、SEM、BES、TG-DTG等檢測手段,對(duì)多個(gè)地區(qū)（四川、貴州、甘肅、湖南）的含釩石煤進(jìn)行了礦物學(xué)研究。研究表明,石煤中的主要礦物為石英、云母、粘土;各地石煤礦的化學(xué)成分、釩賦存狀態(tài)、不同價(jià)態(tài)釩的分布差異較大,但釩主要賦存于鋁硅酸鹽礦物中。采用常壓強(qiáng)化浸出工藝,對(duì)多個(gè)地區(qū)石煤進(jìn)行了提取釩的工藝技術(shù)研究。結(jié)果表明,湖南、貴州、四川、甘肅等地石煤礦中釩浸出率可達(dá)80%、82%、62%、55%以上,含氟離子助浸劑的加入有利于含釩礦物的強(qiáng)化離解;釩浸出率與碳質(zhì)成分的含量及二氧化硅含量有關(guān)。

為研究不同價(jià)態(tài)的V_2O_5(V_6O_(15)及V_6O_(15)^+)吸附H_2O和NH_3的反應(yīng)機(jī)理,應(yīng)用化學(xué)得到反應(yīng)物、中間體、過渡態(tài)和產(chǎn)物的幾何構(gòu)型,對(duì)比分析反應(yīng)過程中優(yōu)化結(jié)構(gòu)的勢能、反應(yīng)能壘、鍵長和吸附能等數(shù)據(jù).結(jié)果表明:V_6O_(15)和V_6O_(15)^+均可吸附H_2O生成V—OH,但是對(duì)于后者整個(gè)反應(yīng)表現(xiàn)為放熱,而且反應(yīng)能壘更低,說明V_6O_(15)^+更容易與H2O反應(yīng)生成BrФnsted酸位;NH_3在V_6O_(15)^+上的吸附能更大,更容易形成可與NO反應(yīng)的—NH4^+;在SCR脫硝反應(yīng)中陽離子團(tuán)簇V_6O_(15)^+比中性團(tuán)簇V_6O_(15)活性更大.

五氧化二釩樣品用鹽酸分解，在稀鹽酸介質(zhì)中，用原子吸收分光光度計(jì)分別于248.3，766.5，589.0 nm波長處，使用空氣–火焰，測量五氧化二釩中鐵及氧化鉀、氧化鈉含量。在佳實(shí)驗(yàn)條件下，鐵、氧化鉀、氧化鈉的質(zhì)量濃度分別在0.05～0.20，0.05～0.80，0.20～1.0 mg／L范圍內(nèi)與吸光度線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)分別為0.9986，0.9943，0.9942。方法檢出限鐵為6.7μg／L，氧化鉀為1.0μg／L，氧化鈉為1.4μg／L，加標(biāo)回收率為95.9%～103.0%。鐵、氧化鉀、氧化鈉測定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為3.2%，4.2%，2.9%（n=6）。該方法適合五氧化二釩中鐵及氧化鉀、氧化鈉的測定。